发明创造名称：一种瓷砖包装生产线用的智能码垛机
外观设计名称：
决定号：42249
决定日：2019-11-22
委内编号：5W117640
优先权日：
申请（专利）号：201420620474.1
申请日：2014-10-25
复审请求人：
无效请求人：佛山市兰科智能工程有限公司
授权公告日：2015-05-20
审定公告日：
专利权人：佛山市南海区多麦机械设备有限公司
主审员：韦江利
合议组组长：孙建梅
参审员：武方
国际分类号：B65B35/50(2006.01);;B65B23/20(2006.01)
外观设计分类号：
法律依据：专利法第26条第3款、专利法实施细则第20条第2款、专利法第22条第3款
决定要点
：若一项权利要求与最接近的现有技术存在区别，但该区别一部分是本领域技术人员在另一现有技术的启示下容易想到的，一部分属于本领域的常规技术手段，且它们产生的技术效果也是本领域技术人员可以合理预期的，则该权利要求不具备创造性。
全文：
本无效宣告请求审查决定涉及国家知识产权局于2015年05月20日授权公告的201420620474.1号实用新型专利（下称本专利），其名称为“一种瓷砖包装生产线用的智能码垛机”，申请日为2014年10月25日，专利权人原为郑建村、邓木栈，后变更为佛山市南海区多麦机械设备有限公司。本专利授权公告时的权利要求书如下：
“1. 一种瓷砖包装生产线用的智能码垛机，其特征在于：包括机架（1）、旋转装置（2）、水平移动装置（3）、竖向升降装置（4）、机械抓手装置（5），其中所述旋转装置（2）安装在机架（1）上，该旋转装置（2）上设有旋转轴（21）；所述水平移动装置（3）包括轴套（31）、移动轴（32）及水平驱动电机（33），所述轴套（31）安装在旋转轴（21）的顶部，所述移动轴（32）套装于轴套（31）中，所述水平驱动电机（33）设置于轴套（31）的侧旁且与移动轴（32）相传动连接，以驱动移动轴（32）作水平方向来回移动；所述竖向升降装置（4）安装于移动轴（32）的其中一端，所述机械抓手装置（5）吊装于竖向升降装置（4）的底部。
2. 根据权利要求1所述瓷砖包装生产线用的智能码垛机，其特征在于：所述旋转装置（2）包括旋转驱动电机（22）、主动轮（23）、从动轮（24）、旋转轴（21），其中旋转轴（21）竖向安装于机架（1）上，所述旋转驱动电机（22）安装在位于旋转轴（21）底端侧旁的机架（1）上，所述主动轮（23）安装在旋转驱动电机（22）的转轴上，所述从动轮（24）安装于旋转轴（21）的底端上且与主动轮（23）相传动连接一起；所述旋转轴（21）的顶端还设有安装座（25），所述水平移动装置（3）的轴套（31）安装于安装座（25）上。
3. 根据权利要求1所述瓷砖包装生产线用的智能码垛机，其特征在于：所述竖向升降装置（4）包括竖向驱动电机（41）、链条（42）、过渡轮（43）、配重气缸（44）、升降杆组件（45）,其中配重气缸（44）竖向安装于移动轴（32）的其中一端上，所述升降杆组件（45）竖向安装于配重气缸（44）侧旁，所述过渡轮（43）安装于配重气缸（44）的活塞杆的顶部，所述竖向驱动电机（41）安装在位于配重气缸（44）底端的侧旁，所述链条（42）连接于竖向驱动电机（41）、过渡轮（43）及升降杆组件（45）之间，以实现竖向驱动电机（41）驱动升降杆组件（45）作升降运动；所述机械抓手装置（5）吊装于升降杆组件（45）的底端。
4. 根据权利要求3所述瓷砖包装生产线用的智能码垛机，其特征在于：所述机械抓手装置（5）包括旋转抓手电机（51）、旋转传动齿轮组件（52）、抓手架（54）、左夹砖机构（55）、右夹砖机构（56），其中旋转抓手电机（51）、旋转传动齿轮组件（52）分别安装于升降杆组件（45）的底端上，且旋转传动齿轮组件（52）的动力输入端与旋转抓手电机（51）相连接，所述抓手架（54）吊装于旋转传动齿轮组件（52）的动力输出端上，所述左夹砖机构（55）、右夹砖机构（56）分别安装于抓手架（54）的底面。
5. 根据权利要求4所述瓷砖包装生产线用的智能码垛机，其特征在于：所述左夹砖机构（55）、右夹砖机构（56）分别由气缸（57）与夹砖部件（58）构成，其中气缸（57）通过其上设有的安装固定端固定于抓手架（54）的底部，所述夹砖部件（58）安装于气缸（57）上设有的移动固定部上。”
针对本专利，佛山市兰科智能工程有限公司（下称请求人）于2019年05月23日向国家知识产权局提出无效宣告请求，其理由是：本专利说明书公开不充分，不符合专利法第26条第3款的规定；权利要求1缺少解决技术问题的必要技术特征，不符合专利法实施细则第20条第2款的规定；权利要求1-5不具备创造性，不符合专利法第22条第3款的规定，请求宣告本专利全部无效，同时提交了如下证据：
证据1：授权公告号为CN201329582Y、授权公告日为2009年10月21日的中国实用新型专利公告文本，复印件；
证据2：山东理工大学硕士学位论文《码垛机器人的设计与研究》全文，网络公开时间为2013年11月29日，复印件；
证据3：授权公告号为CN201198134Y、授权公告日为2009年02月25日的中国实用新型专利公告文本，复印件；
证据4：授权公告号为CN201914722U、授权公告日为2011年08月03日的中国实用新型专利公告文本，复印件。
结合上述证据，请求人认为：（1）本专利权利要求1未记载解决技术问题的必要技术特征，不符合专利法实施细则第20条第2款的规定；（2）本专利说明书公开不充分，不符合专利法第26条第3款的规定；（3）本专利权利要求1相对于证据1结合证据2和公知常识不具备创造性；从属权利要求2-5也不具备创造性。
经形式审查合格，国家知识产权局于2019年05月31日受理了上述无效宣告请求并将无效宣告请求书及证据副本转给了专利权人，要求其在指定期限内答复，同时成立合议组对本案进行审查。
专利权人在指定期限内未答复。
请求人于2019年06月21日提交了意见陈述书及补充证据，其认为：（1）本专利解决技术问题的关键特征还在于旋转装置的旋转角度可以达到360°，因此，本专利权利要求1缺少解决技术问题的必要技术特征，不符合专利法实施细则第20条第2款的规定。（2）本专利说明书中描述了“机械抓手装置可将夹持住的瓷砖放置在机架的四周，可多角度运送瓷砖，不需要用到专门的码垛放置机构，用普通的木架来放置瓷砖也不需要间歇式运作”的技术效果，但并未记载如何实现这一效果。因此，本专利说明书公开不充分，不符合专利法第26条第3款的规定。（3）本专利权利要求1相对于证据1结合证据2和公知常识、或者证据1结合证据5和公知常识不具备创造性；从属权利要求2的附加技术特征被证据3结合公知常识公开，从属权利要求3的附加技术特征被证据4结合公知常识公开，从属权利要求4的附加技术特征被证据2结合证据4和公知常识公开，从属权利要求5的附加技术特征是本领域技术人员在证据4的基础上容易想到的，因此，权利要求2-5也不具备创造性。此次提交的补充证据如下（编号续前）：
证据5：授权公告号为CN202144069U、授权公告日为2012年02月15日的中国实用新型专利公告文本，复印件。
国家知识产权局本案合议组于2019年06月26日将请求人于2019年06月21日提交的意见陈述书及补充证据转送给了专利权人，要求其在指定期限内答复，并于2019年07月29日向双方当事人发出了口头审理通知书，定于2019年09月11日举行口头审理。
专利权人在指定期限内未答复。
口头审理如期举行，仅请求人一方当事人出席了本次口头审理。在口头审理过程中，请求人明确：证据2在万方数据库中能查到，其在决定号为39711的在先无效决定中使用过，其中认定公开时间是2013年11月29日；以2019年06月21日提交的意见陈述中的理由和证据使用方式为准，放弃请求书中理由和证据使用方式；明确无效理由为本专利权利要求1不符合专利法实施细则第20条第2款的规定、说明书不符合专利法第26条第3款的规定、权利要求1-5不符合专利法第22条第3款的规定，其中权利要求1的证据使用方式为证据1结合证据2和公知常识、证据1结合证据5和公知常识，从属权利要求2的附加技术特征被证据3结合公知常识公开，从属权利要求3的附加技术特征被证据4结合公知常识公开，从属权利要求4的附加技术特征被证据2结合证据4和公知常识公开，从属权利要求5的附加技术特征是本领域技术人员在证据4的基础上容易想到的。坚持书面意见陈述。
至此，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、审查文本的确定
专利权人在无效请求审查程序中未提交修改文本，故本无效宣告请求审查决定所针对的文本为本专利的授权公告文本。
2、关于证据
证据1、证据3和证据4是中国专利文献，证据2是山东理工大学硕士学位论文，均属于公开出版物，且专利权人对证据1至证据4的真实性和公开性没有异议，经核实，合议组对证据1至证据4的真实性和公开性予以确认，且证据1至证据4的公开日期均早于本专利的申请日，故证据1至证据4可以作为现有技术用于评价本专利的创造性。
3、关于专利法第26条第3款
专利法第26条第3款规定：说明书应当对发明或者实用新型作出清楚、完整的说明，以所属技术领域的技术人员能够实现为准。
请求人主张：本专利说明书中描述了“机械抓手装置可将夹持住的瓷砖放置在机架的四周，可多角度运送瓷砖，不需要用到专门的码垛放置机构，用普通的木架来放置瓷砖也不需要间歇式运作”的技术效果，但并未记载如何实现这一效果。因此，本专利说明书公开不充分，不符合专利法第26条第3款的规定。
对此，合议组认为：根据本专利说明书的记载可知，本专利所要解决的技术问题是：现有码垛机制造成本高、生产效率低、占地面积大。针对该技术问题，本专利采用了如下的技术手段（参见本专利说明书具体实施方式）：设置旋转装置2、水平移动装置3、竖向升降装置4和机械抓手装置5，通过旋转装置2可以驱动整个水平移动装置3作360度角方位旋转，水平移动装置3的移动轴32作水平方向来回移动；所述竖向升降装置4安装于移动轴32的其中一端，所述机械抓手装置5吊装于竖向升降装置4的底部。通过前面的各个装置协调运行，可以实现360度角全方位旋转、水平方向来回移动以及竖向方向的升降运行，进而有效地满足了瓷砖包装生产线上的应用需要。因此，机械抓手装置5可将夹持住的瓷砖放置在机架1的四周，可多角度运送瓷砖，不需要用到专门的码垛放置机构，用普通的木架来放置瓷砖也不需要间歇式运作。本实用新型工作时：机械抓手装置5在竖向升降装置4的作用下到达夹砖的位置，机械抓手装置5的右夹砖机构55右夹砖机构56将两箱瓷砖同时夹紧，竖向升降装置4将机械抓手装置5升高，机械抓手装置5在旋转装置2的作用下旋转到达放置在机架1侧旁的木架正上方，竖向升降装置4将机械抓手装置5下降到达木架，气缸57松开，完成一次码垛工序。
因此，本专利说明书已对发明作出清楚、完整的说明以使本领域技术人员根据本专利说明书的记载能够解决本专利的上述技术问题，符合专利法第26条第3款的规定。
4、关于专利法实施细则第20条第2款
专利法实施细则第20条2款规定：独立权利要求应当从整体上反映发明或者实用新型的技术方案，记载解决技术问题的必要技术特征。
请求人主张：本专利解决技术问题的关键特征还在于旋转装置的旋转角度可以达到360°，因此，本专利权利要求1缺少解决技术问题的必要技术特征，不符合专利法实施细则第20条第2款的规定。
对此，合议组认为：根据本专利说明书的记载可知，本专利所要解决的技术问题是：现有码垛机制造成本高、生产效率低、占地面积大。针对该技术问题，本专利采用了如下的技术手段（参见本专利说明书具体实施方式）：设置旋转装置2、水平移动装置3、竖向升降装置4和机械抓手装置5，通过旋转装置2可以驱动整个水平移动装置3作360度角方位旋转，水平移动装置3的移动轴32作水平方向来回移动；所述竖向升降装置4安装于移动轴32的其中一端，所述机械抓手装置5吊装于竖向升降装置4的底部。通过前面的各个装置协调运行，可以实现360度角全方位旋转、水平方向来回移动以及竖向方向的升降运行，进而有效地满足了瓷砖包装生产线上的应用需要。因此，机械抓手装置5可将夹持住的瓷砖放置在机架1的四周，可多角度运送瓷砖，不需要用到专门的码垛放置机构，用普通的木架来放置瓷砖也不需要间歇式运作。本领域技术人员根据其掌握的普通技术知识能够确定旋转装置的旋转范围以适应放置瓷砖的木架的布局方式，旋转装置的旋转角度可以达到360°并不是解决上述技术问题的必要技术特征。因此，本专利权利要求1并不缺少解决上述技术问题的必要技术特征，符合专利法实施细则第20条第2款的规定。
5、关于专利法第22条第3款
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。
5.1 关于独立权利要求1
本专利权利要求1要求保护一种瓷砖包装生产线用的智能码垛机。经查，证据1公开了一种四自由度机械手，并具体公开了（参见证据1权利要求1、说明书第1页第4段至第3页最后1段、附图1-2）：其包括：支架9（对应于本专利的机架）；还包括：安装在底座上的旋转动力机构（对应于本专利的旋转装置安装在机架上），安装在旋转动力机构上的水平移动机械臂（对应于本专利的移动轴），安装在水平移动机械臂一侧的垂直移动机械臂（对应于本专利的竖向升降装置安装于移动轴的其中一端），安装在垂直移动机械臂下方的机械手爪5（对应于本专利的机械抓手装置吊装于竖向升降装置的底部）。步进电机18通过联轴器13与转动轴10（对应于本专利的旋转轴）相固连，转动轴10安装在轴套11之内，轴套11与顶盖12相固接；水平移动机械臂通过一连接支架9与转动轴10相固连，所述的水平移动机械臂设有两个缸体，每个缸体的活塞分别与推杆相固接，通过介质压力而产生推杆的动作。
将本专利权利要求1的技术方案与证据1相比较，二者的区别在于所述码垛机的用途和水平移动装置的具体结构不同，具体而言：本专利要求保护的是一种瓷砖包装生产线用的智能码垛机，所述水平移动装置包括轴套、移动轴及水平驱动电机，所述轴套安装在旋转轴的顶部，所述移动轴套装于轴套中，所述水平驱动电机设置于轴套的侧旁且与移动轴相传动连接，以驱动移动轴作水平方向来回移动；而证据1公开的是一种四自由度机械手，水平移动机械臂通过一连接支架9与转动轴10相固连，所述的水平移动机械臂设有两个缸体，每个缸体的活塞分别与推杆相固接，通过介质压力而产生推杆的动作。
又查，证据2公开了一种码垛机器人的设计与研究，并具体公开了（参见证据2正文第2页第1.1.1节和第9页第2.2.1节、图1.2(c)）：码垛机器人按照结构坐标系特点可以分为：直接坐标型、圆柱坐标型、球坐标型、关节型等。根据不同的工作场合，选择不同结构的机器人。球坐标型码垛机器人能够绕中心轴旋转，工作范围大，整个机器人的工作空间比较大。合理的选择驱动方式，将决定机器人运动的平稳性与准确性。现在常用的驱动方式主要有气压驱动、液压驱动、电机驱动等。根据实际情况，本机器人各关节运动选择电机驱动，末端执行器则选择气压驱动，目前常用的电机有步进电机、直流伺服电机、交流伺服电机等。从图1.2(c)可看出，标有“r”的箭头示出了该轴可在套装于其上的套筒状构件的导引下沿水平方向移动，且套筒状构件安装在位于底部的竖直旋转装置的顶部。
可见，证据2关于上述区别技术特征中的水平移动装置的具体结构给出了码垛机器人的水平移动装置可采用移动轴和套装在其上的轴套的结构、由电机驱动着移动轴座水平方向来回移动的技术启示，本领域技术人员在该启示下容易想到将证据1中的水平移动机械臂的活塞和推杆结构替换为证据2的移动轴、轴套和电机结构，以实现机械手水平方向的移动，这属于简单的结构变型，并不存在技术障碍，且其产生的技术效果也是本领域技术人员可以预期的。至于轴套和水平驱动电机的设置位置则是本领域技术人员根据实际需要作出的常规选择，将水平驱动电机与其驱动的移动轴相传动连接是本领域的常规技术手段，且它们产生的技术效果也是本领域技术人员可以合理预期的。
至于将机械手用于瓷砖包装生产线，证据1中还记载了（参见证据1说明书第2页倒数第3段）：对于本实用新型而言，根据其应用场合传输工件的类型不同，其会相应的演生出一些变化和组合。本领域技术人员容易想到将证据1公开的四自由度机械手用于瓷砖包装生产线。因此，在证据1的基础上结合证据2和本领域的常规技术手段获得本专利权利要求1的技术方案对于本领域技术人员而言是显而易见的，权利要求1不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
5.2 关于从属权利要求2
权利要求2是权利要求1的从属权利要求，其进一步限定了“所述旋转装置包括旋转驱动电机、主动轮、从动轮、旋转轴，其中旋转轴竖向安装于机架上，所述旋转驱动电机安装在位于旋转轴底端侧旁的机架上，所述主动轮安装在旋转驱动电机的转轴上，所述从动轮安装于旋转轴的底端上且与主动轮相传动连接一起；所述旋转轴的顶端还设有安装座，所述水平移动装置的轴套安装于安装座上”。证据3公开了一种圆柱仓库码垛机器人，并具体公开了（参见证据3权利要求1、说明书第1页第2段至第3页最后1段、附图1）：带减速箱11的机架回转伺服电机12（对应于本专利的旋转驱动电机）通过齿轮传动机构的主动齿10（对应于本专利的主动轮）、从动齿13（对应于本专利的从动轮）驱动回转轴15（对应于本专利的旋转轴），实现机架18绕竖直方向的回转运动。可见，证据3给出了电机通过主动齿和从动齿驱动旋转轴旋转的技术启示，本领域技术人员在该启示下容易想到将该结构用于证据1的旋转动力机构中，进一步地使回转轴竖向安装于机架上，主动齿安装在回转伺服电机12的转轴上，从动齿安装在旋转轴的底端上且与主动齿相传动连接，这是本领域的常规技术手段，而旋转驱动电机的安装位置则是本领域技术人员根据实际需要进行的常规选择，且它们产生的技术效果也是本领域技术人员可以合理预期的；至于旋转装置与水平移动装置之间的连接，从证据3附图1可看出，机身回转机构、手臂升降机构之间设有一个长条型的构件，本领域技术人员在该启示下容易想到在回转轴的顶端设置安装座，使水平移动装置的轴套安装于安装座上。
因此，在权利要求1不具备创造性的基础上，权利要求2也不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
5.3 关于从属权利要求3-5
权利要求3是权利要求1的从属权利要求，其进一步限定了“所述竖向升降装置包括竖向驱动电机、链条、过渡轮、配重气缸、升降杆组件,其中配重气缸竖向安装于移动轴的其中一端上，所述升降杆组件竖向安装于配重气缸侧旁，所述过渡轮安装于配重气缸的活塞杆的顶部，所述竖向驱动电机安装在位于配重气缸底端的侧旁，所述链条连接于竖向驱动电机、过渡轮及升降杆组件之间，以实现竖向驱动电机驱动升降杆组件作升降运动；所述机械抓手装置吊装于升降杆组件的底端”。
证据4公开了一种全回转智能码垛机，并具体公开了（参见证据4说明书第0021-0025段、附图1-3）：本实用新型所述的全回转智能码垛机由旋转装置1、升降装置2、机械手3和液压系统四部分组成。升降装置2由滑动体21、链条22、改向链轮23、提升电机和配重五部分组成。滑动体21为一个后部带有升降套的横向臂杆，升降套滑动套装在空心旋转体11的竖向杆体上，改向链轮23和提升电机24分别设在旋转体11空心吊臂内腔的两端，链条22的一端连接在滑动体21横杆的中部，另一端依次绕过改向链轮23和提升电机24传动轮后连接在配重25上，配重25悬设在空心旋转体11的竖向杆体腔内。该码垛机的工作过程是这样的：机械手3从输送机上收拢并夹紧制品提升约400mm的距离，此时升降装置2和旋转装置1同时开始工作；旋转装置1应比升降装置2稍慢，确保提升到所需层位时，机械手3不和已叠好的制品干涉；当制品通过升降和旋转到达叠垛上位时，旋转装置1动作停止，升降装置2下降，在所夹持制品和已叠好制品接触时，升降装置2工作停止，机械手的两对夹持码爪33松开，将制品叠放在已叠好的制品上；然后升降装置2上升到机械手高出已叠放的制品的高度时，旋转装置1开启，机械手3经过下降和旋转停在输送机上，等待开始下一个操作循环。
请求人主张：权利要求3的附加技术特征中的“所述竖向升降装置包括竖向驱动电机、链条、过渡轮、升降杆组件,所述链条连接于竖向驱动电机、过渡轮及升降杆组件之间，以实现竖向驱动电机驱动升降杆组件作升降运动；所述机械抓手装置吊装于升降杆组件的底端”被证据4公开，其余附加技术特征属于本领域的常规技术手段。
对此，合议组认为：证据4中的升降装置2的滑动体21的升降套滑动套装在旋转装置的空心旋转体11的竖向杆体上，在升降装置滑动体21横向臂杆上设有可使机械手3前后移动的动力传动装置，且升降装置是通过提升电机24提供动力，链轮23改变力的传递方向，链条22传递动力，配重平衡码爪和滑动体的部分重量；而在本专利中，旋转装置2与水平移动装置3相连，水平移动装置3与竖向升降装置4相连，竖向升降装置是通过竖向驱动电机、链条、过渡轮、配重气缸和升降杆组件共同实现机械抓手的竖向运动的。可见，证据4与本专利各运动机构的连接方式不同，且证据4并没有公开本专利的配重气缸及其安装位置，由于二者各运动机构连接方式不同导致该证据也没有公开升降杆组件、过渡轮、竖向驱动电机的设置方式，目前也没有证据或充分的理由表明上述特征属于本领域的公知常识或常规技术手段，且它们为本专利带来了结构简单、设计合理、体积小、制造成本低，能大幅度提升生产车间空间的利用率，提高生产效率，降低瓷砖生产企业运营成本的有益效果（参见本专利说明书第0003段）。因此，合议组对于请求人的上述主张不予支持，基于目前的证据和理由，本专利权利要求3具备专利法第22条第3款规定的创造性。
权利要求4是权利要求3的从属权利要求，权利要求5是权利要求4的从属权利要求，由于权利要求3具备创造性，因而引用其的从属权利要求4和5也具备创造性，符合专利法第22条第3款的规定。
鉴于本专利权利要求1-2不具备创造性应予以无效，因而本决定中针对请求人提出的关于权利要求1-2的其他证据、证据使用方式和无效理由不再予以评述。
基于上述事实和理由，本案合议组作出如下决定。
三、决定
宣告201420620474.1号实用新型专利的权利要求1-2无效，在权利要求3-5的基础上继续维持该专利有效。
当事人对本决定不服的，可以根据专利法第46条第2款的规定，自收到本决定之日起三个月内向北京知识产权法院起诉。根据该款的规定，一方当事人起诉后，另一方当事人作为第三人参加诉讼。
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