发明创造名称：基于单片机的球形蜘蛛机器人
外观设计名称：
决定号：196032
决定日：2019-11-26
委内编号：1F266606
优先权日：
申请（专利）号：201610396943.X
申请日：2016-06-06
复审请求人：厦门欧易奇机器人有限公司
无效请求人：
授权公告日：
审定公告日：
专利权人：
主审员：刘薇
合议组组长：于晓唤
参审员：张玉兵
国际分类号：B62D57/02(2006.01);;B62D57/032(2006.01)
外观设计分类号：
法律依据：专利法第22条第3款
决定要点
：创造性判断过程中，要确定的是现有技术整体上是否存在某种技术启示，如果一项权利要求请求保护的技术方案与最接近的现有技术公开的技术方案相比存在区别技术特征，但该区别技术特征是本领域技术人员在现有技术整体给出的技术启示下容易想到的，也未产生任何预料不到的技术效果，则该项权利要求请求保护的技术方案相对于现有技术不具有突出的实质性特点和显著的进步，因而不具备创造性。
全文：
本复审请求审查决定涉及申请号为201610396943.X，名称为“基于单片机的球形蜘蛛机器人”的发明专利申请（下称“本申请”）。本申请的申请人为厦门欧易奇机器人有限公司，申请日为2016年06月06日，公开日为2016年08月31日。
经实质审查，国家知识产权局原审查部门于2018年08月08日发出驳回决定，以权利要求1-4不具备创造性为由驳回了本申请。驳回决定所依据的文本为：申请日2016年06月06日提交的说明书第1-3页、说明书附图第1-4页、摘要附图、说明书摘要；2017年10月16日提交的权利要求第1-4项。
驳回决定所针对的权利要求书如下：
“1. 基于单片机的球形蜘蛛机器人，其特征在于：所述球形蜘蛛机器人包括上半球部分和下半球部分，所述上半球部分与所述下半球部分组合为一个完整球形，所述上半球部分内设置有主控芯片模块、与所述主控芯片模块相连的舵机控制板，舵机控制板的信号端与设置在所述上半球部分内的舵机的启动端相连，所述下半球部分包括与所述舵机相连的中心旋转机、与所述中心旋转机构相连的六条支撑腿，所述中心旋转机构正转或反转带动所述六条支撑腿伸出或收起；所述主控芯片模块与用于检测障碍物的红外感应模块相连，所述红外感应模块为E18-D80NK红外传感器，所述主控芯片模块与第一稳压模块相连，所述第一稳压模块分别与第一电源模块和第二稳压模块相连，所述第二稳压模块与所述舵机控制板相连，所述舵机与第二电源模块相连。
2. 如权利要求1所述的基于单片机的球形蜘蛛机器人，其特征在于：所述中心旋转机构包括中心圆盘框架、设置在中心圆盘框架内且与舵机传动轴相连的传动机构、与所述传动机构分别相连的六个曲杆，该曲杆远离传动机构的一端与相应所述支撑腿连接。
3. 如权利要求2所述的基于单片机的球形蜘蛛机器人，其特征在于：所述传动机构包括与舵机传动轴相连的主动齿轮、环绕所述主动齿轮一周均匀分布且与所述主动齿轮啮合的六个从动齿轮，六个从动齿轮的齿面分别与相应所述曲杆连接，六个所述从动齿轮的齿轮轴穿过所述中心圆盘框架上设置的安装孔。
4. 如权利要求2所述的基于单片机的球形蜘蛛机器人，其特征在于：六个所述曲杆的运动轨迹为所述传动机构所在圆的渐开线方向。”
驳回决定引用了如下文件：
对比文件1：CN203832605U，公告日为2014年09月17日；
对比文件2：CN201186683Y，公告日为2009年01月28日。
驳回决定认为：权利要求1与对比文件1的区别主要在于：机器人基于单片机，上半球内设置主控芯片模块、与主控芯片模块相连的舵机控制板，舵机控制板的信号端与设置在上半球部分内的舵机的启动端相连，主控芯片模块与用于检测障碍物的红外感应模块相连，红外感应模块为E18-D80NK红外传感器，主控芯片模块与第一稳压模块相连，第一稳压模块分别与第一电源模块和第二稳压模块相连，第二稳压模块与舵机控制板相连，舵机与第二电源模块相连。对比文件2提供了一种舵机的控制方式，而涉及双稳压模块以及红外感应模块的技术内容是本领域常规设置和常规选择，因此，权利要求1不具备创造性。从属权利要求2、4的附加技术特征被对比文件1公开，从属权利要求3的附加技术特征部分被对比文件1公开部分属于本领域常规设置，因此，当权利要求1不具备创造性时，从属权利要求2-4也不具备创造性。
申请人（下称“复审请求人”）对上述驳回决定不服,于2018年11月20日向国家知识产权局提出了复审请求，陈述了本申请具有创造性的意见，并未修改申请文件。
复审请求人认为：权利要求1相对于对比文件1-2存在区别，其解决了由于过于少的自由度而无法完成各种动作、步态少、行动方式单一的问题，本申请具有行走和滚动前进模式，并使用红外传感器检测障碍物，因而具备创造性。
经形式审查合格，国家知识产权局于2018年11月26日依法受理了该复审请求，并将其转送至原审查部门进行前置审查。
原审查部门在前置审查意见书中认为，1）申请人所陈述的多个区别特征，部分已经被对比文件1公开，部分被对比文件2公开，其客观上提供了一种舵机控制方式，而进一步设置第二稳压模块和电源模块以及为了能够避障设置红外传感器，属于本领域技术人员的常规技术手段。2）对比文件1所披露的机器人也是由上半球部分和下半球部分组成，其也能快速滚动前进，同时其下半球通过舵机带动中心旋转机构转动一定角度，带动与其连接的支撑腿伸出，为行走提供基础，也能实现爬行和滚动多种姿态的机器人。而对于障碍物检测属于机器人领域的常规技术手段，为了避免撞击，设置红外传感器，并将其与主控芯片连接属于本领域非常常见的设置方式，不足以使得本申请具备创造性。因而坚持驳回决定。
随后，国家知识产权局成立合议组对本案进行审理。
合议组于2019 年07 月08 日向复审请求人发出复审通知书，指出：权利要求1相对于对比文件1的区别在于：1）机器人基于单片机控制，上半球内设有主控芯片模块、与主控芯片模块相连的舵机控制板，舵机控制板的信号端与设置在上半球部分内的舵机的启动端相连，主控芯片模块与第一稳压模块相连，第一稳压模块分别与第一电源模块和第二稳压模块相连，第二稳压模块与所述舵机控制板相连，舵机与第二电源模块相连；2）主控芯片模块与用于检测障碍物的红外感应模块相连，红外感应模块为E18-D80NK红外传感器。基于该区别技术特征，其所要解决的技术问题是提供舵机控制结构并实现避障，对比文件2提供了一种舵机的单片机控制结构，至于两个稳压模块的设置以及利用红外感应模块进行障碍物检测是本领域常规设置和常规选择，因此，权利要求1不具备创造性。从属权利要求2、4的附加技术特征被对比文件1公开，从属权利要求3的附加技术特征部分被对比文件1公开部分属于本领域常规设置，因此，当权利要求1不具备创造性时，从属权利要求2-4也不具备创造性。针对复审请求人的意见，合议组认为：1）复审请求人所述的区别，“与舵机相连的中心旋转机和与中心旋转机相连的六条支撑腿”已经明确被对比文件1公开；2）对比文件1的技术方案与本申请的区别主要涉及控制模块的机构和连接以及利用红外传感器实现障碍物检测，对比文件2已经公开了类似的控制模块，至于其中电源和稳压模块的设置是本领域的常规设置，而红外检测障碍物同样是本领域中常见的技术手段。因此，对复审请求人的主张不予支持。
复审请求人于2019 年08 月22 日提交了意见陈述书，仍未修改申请文件。复审请求人认为：1）对比文件2中仅仅是披露了利用电平对主控芯片控制，但是本申请中强调了主控芯片模块和舵机控制板的稳压方式，舵机控制板实现电压差值控制。对比文件2即没有给出技术启示，上述区别也不是本领域公知常识，因此，权利要求1具备创造性；2）对于权利要求3，对比文件1并没有公开齿轮组构成的传动机构，具有六个齿面分别与相应曲杆连接的从动齿轮，通过主动齿轮和从动齿轮来驱动相应的曲杆和支撑腿，可以利用齿轮组解决诸如传动力矩和传动精度方面的问题，这些不是简单的传动机构可以解决的，因此权利要求3具备创造性；3）对比文件1未公开曲杆的运动轨迹，因此权利要求4具备创造性。
在上述程序的基础上，合议组认为本案事实已经清楚，可以作出审查决定。
二、决定的理由
1、审查文本的认定
复审请求人于在复审阶段未修改申请文件，因此，本复审请求审查决定针对的审查文本为驳回决定所针对的审查文本，即：申请日2016年06月06日提交的说明书第1-3页、说明书附图第1-4页、说明书摘要、摘要附图；2017年10月16日提交的权利要求第1-4项。
2、关于创造性
专利法第22条第3款规定：创造性，是指与现有技术相比，该发明具有突出的实质性特点和显著的进步，该实用新型具有实质性特点和进步。
创造性判断过程中，要确定的是现有技术整体上是否存在某种技术启示，如果一项权利要求请求保护的技术方案与最接近的现有技术公开的技术方案相比存在区别技术特征，但该区别技术特征是本领域技术人员在现有技术整体给出的技术启示下容易想到的，也未产生任何预料不到的技术效果，则该项权利要求请求保护的技术方案相对于现有技术不具有突出的实质性特点和显著的进步，因而不具备创造性。
（1）权利要求1请求保护一种基于单片机的球形蜘蛛机器人。对比文件1公开了一种可伸缩球形昆虫式机器人（相当于本申请的球形蜘蛛机器人），并具体公开了以下技术特征（参见对比文件1的说明书第27-30段、附图1-11）：包括上球壳组件和下球壳组件（相当于本申请的上下半球部分），上球壳组件与下球壳组件组合为一个完整球形（图1），球壳中心部位（包括上球壳）设有中心舵机9，下球壳组件设有连接中心舵机的曲柄滑块机构（相当于本申请的中心旋转机），下球壳组件还具有与曲柄滑块机构的曲柄3相连的六个腿部单元件（相当于支撑腿），旋转机构正转或者反转带动曲柄从而带动六个腿部单元件伸展或收缩（图5-6）。
权利要求1与对比文件1的区别在于：1）机器人基于单片机控制，上半球内设有主控芯片模块、与主控芯片模块相连的舵机控制板，舵机控制板的信号端与设置在上半球部分内的舵机的启动端相连，主控芯片模块与第一稳压模块相连，第一稳压模块分别与第一电源模块和第二稳压模块相连，第二稳压模块与所述舵机控制板相连，舵机与第二电源模块相连；2）主控芯片模块与用于检测障碍物的红外感应模块相连，红外感应模块为E18-D80NK红外传感器。基于该区别，本申请实际解决的技术问题是提供舵机控制结构并实现避障。
对于区别特征1），对比文件2公开了一种机器人控制系统，并具体披露了以下技术特征（参见对比文件2的说明书第3页、附图2），控制模块9包括微控制芯片8（相当于主控芯片模块）以及与微控制芯片8相连的舵机驱动集成电路3（相当于舵机控制板），微控制芯片选用单片机（即基于单片机实现控制），舵机驱动集成电路3与舵机相连（图2），则舵机驱动集成电路3的信号端必然与舵机的启动端相连，微控制芯片8与电平转换模块7（相当于第一稳压模块）相连。可见对比文件2公开了区别特征1）中的大部分特征，并且上述技术特征在对比文件2中的作用与其在本申请中的作用相同，均提供一种舵机的控制结构，至于将第一稳压模块分别与第一电源模块和第二稳压模块相连，并将第二稳压模块与舵机控制板相连，舵机与第二电源模块相连，均属于本领域中涉及电源和稳压模块的常规设置，而将包括中心舵机在内的控制结构布置在上半球内对本领域技术人员而言是常规选择也易于实现，且并没有带来任何预料不到的技术效果。
对于区别特征2），对比文件1公开的可伸缩球形昆虫式机器人也需要考虑壁障的技术问题，因此本领域技术人员容易想到在主控芯片上连接设置障碍物检测装置来实现避障，而红外感应模块是检测障碍物的常用检测手段，且E18-D80NK红外传感器属于常规选择，对本领域技术人员而言这样的设置和选择无需付出创造性劳动。
因此，在对比文件1的基础上结合对比文件2和本领域常规技术手段以获得权利要求1所要求保护的技术方案，对本领域技术人员而言是显而易见，权利要求1不具备突出的实质性特点，因而不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
（2）从属权利要求2对权利要求1做了进一步限定，对比文件1（参见对比文件1的说明书第27-30段、附图1-11）披露了：曲柄滑块机构（相当于中心旋转机构）包括：下导轨支架8、主副支撑架5、4（三者共同组成了中心圆盘框架）；旋转圆盘2（相当于传动机构），其设置在下导轨支架8内且由中心舵机提供旋转力，因此其必然与中心舵机的传动轴相连；与旋转圆盘2相连的六个曲柄3（相当于曲杆），曲柄3远离旋转圆盘2的一端与相应的腿部单元件连接。因此，在其引用的权利要求1不具备创造性时，权利要求2也不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
（3）从属权利要求3对权利要求2做了进一步限定，对比文件1公开了（参见对比文件1的说明书第27-30段、附图1-11）：传动机构包括与舵机相连的旋转圆盘2，环绕旋转圆盘2一周均匀分布且与旋转圆盘2配合的六个曲柄3连接，六个曲柄3的一端通过杯式轴承7穿过下导轨支架8上设置的安装孔。至于将传动机构设置为主、从动齿轮的方式属于本领域常规选择，进而将六个从动齿轮环绕主动齿轮布置，从动齿轮齿面与曲杆连接，齿轮轴穿过中心圆盘框架上的安装孔是本领域技术人员在选择主从动传动形式的过程中容易想到也易于实现的，这无需付出创造性劳动，也并未带来预料不到的技术效果。因此，在其引用的权利要求2不具备创造性时，权利要求3也不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
（4）从属权利要求4对权利要求2做了进一步限定，对比文件1公开了（参见对比文件1的说明书第27-30段、附图1-11）：六个所述曲柄3的运动轨迹为传动机构所在圆的渐开线方向（图5-6）。因此，在其引用的权利要求2不具备创造性时，权利要求4也不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
3、关于复审请求人的意见
对于复审请求人的意见陈述，合议组意见如下：
1）首先，舵机控制板的电压差值控制并不是本申请原始记载的创新点（其创新点已经基本被对比文件1公开），甚至并未记载在原始申请文件中，因此，不能成为本申请具有创造性的理由；其次，对比文件2已经公开了利用微控制芯片控制舵机驱动集成电路（即舵机控制板）的舵机单片机控制电路，且芯片连有电平转换模块（即为稳压模块），其公开的舵机单片机控制电路与权利要求1的控制电路相比，差别仅在于舵机控制板设有另一个稳压模块并设有两个电源模块，稳压和电源模块是本领域的基本电路模块，电源模块的多少通常根据需要供电的模块来确定，结构，而双稳压器同样是本领域常规选择，是无论是一个还是两个稳压模块在本领域中都是普遍采用的方式，选择两个稳压模块对本领域人员而言无需付出创造性劳动，且并没有带来预料不到的技术效果。
2）首先，传动力矩和精度问题在本申请原始申请文件中同样没有任何记载，因此，不能作为本申请具有创造性的理由；其次，权利要求3和对比文件1传动机构的区别仅仅在于：对比文件1采用的是旋转圆盘和曲柄（相当于曲杆）结构，本申请是采用主从动齿轮和曲杆结构，然而，主、从动齿轮的方式属于本领域常规传动结构，选择主从动齿轮的传动方式对本领域技术人员而言是传动方式的简单应用，无需付出创造性劳动，也并未带来预料不到的技术效果。
3）本申请和对比文件1均是利用传动机构的旋转来收缩和展开曲杆，对比文件1中图6呈现的六个曲柄的收缩形式与本申请图2中相同，展开时，由于对比文件1中的导轨滑槽与旋转圆盘所在圆相切（图5），故曲柄的运动轨迹在旋转圆盘所在圆的渐开线方向。因此，对比文件1公开了权利要求4的附加技术特征。
由此，复审请求人的意见陈述不具备说服力，合议组对复审请求人的主张不予支持。
综上，合议组作出如下复审请求审查决定。
三、决定
维持国家知识产权局于2018 年08 月08 日对本申请作出的驳回决定。
如对本复审请求审查决定不服，根据专利法第41条第2款的规定,复审请求人可以自收到本决定之日起三个月内向北京知识产权法院起诉。
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