美的家用室內(nèi)清潔設備技術專利綜述

王如想 陳然 董潤

摘要：通過對美的集團家用室內(nèi)清潔設備的專利申請數(shù)據(jù)進行分析，總結了美的家用室內(nèi)清潔設備歷年的專利布局情況，從專利的角度梳理了美的家用室內(nèi)清潔設備在多個技術分支領域的發(fā)展情況。

關鍵詞：家用;室內(nèi);清潔設備;專利申請;技術綜述

1 引言

美的集團作為家電品牌的領導者，在清潔家電領域遙遙領先。美的電器集團在2005年收購春花吸塵器，開始生產(chǎn)各類吸塵器、打蠟機等清潔電器產(chǎn)品。因此，在家用清潔設備領域，美的集團主要工廠設在江蘇，即江蘇美的清潔電器股份有限公司，該公司研發(fā)范圍主要涉及吸塵器、擦窗機、打蠟機、家用清潔機器人、電機等產(chǎn)品。江蘇美的清潔電器股份有限公司對專利布局非常重視，運用專利武器進行市場及技術布局競爭[1]。

2 專利申請情況

2.1 涉及的技術領域分布情況

截至2020年3月5日，通過國家知識產(chǎn)權局專利檢索系統(tǒng)檢索獲得美的集團家用室內(nèi)清潔設備的申請量為1 507件（同族專利申請在此處列為一條申請），其中主要分布于A47L（家庭的洗滌或清掃）領域。為進一步分析美的家庭室內(nèi)清潔設備技術重點方向，細化技術主題至大組進行分析，申請量位居首位的大組分類號為A47L9（吸塵器的零件或輔助用具，例如控制吸塵作用或產(chǎn)生振動作用的機械裝置;吸塵器專用的儲塵裝置或其部件;專門用于吸塵器的裝運車）領域，占比61%，其次是A47L5（吸塵器的結構特征）領域，A47L11（清掃地板、地毯、家具、墻壁或墻上覆蓋物的機械）領域，A47L7（適宜于附加目的的吸塵器）領域，分別占比18%、11%、3%。由此可見，美的家用清潔設備的技術重點在于吸塵器零部件的改進，其次是吸塵器整體結構特征的改進，附加目的的吸塵器也進行了不少的專利布局。另外，還涉及分類號H02J7（用于電池組的充電或去極化或用于由電池組向負載供電的裝置）、H02K5（電機機殼;外罩;支承物）、G05D1（陸地、水上、空中或太空中的運載工具的位置、航道、高度或姿態(tài)的控制，例如自動駕駛儀）。從圖1中可知，美的集團關于家庭室內(nèi)清潔設備的專利申請分布于多個技術領域，這說明了該企業(yè)在主流領域進行專利申請的同時，還注意在其他分支領域，如在清潔設備充電系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、電機等領域進行專利申請和專利布局。

2.2 專利申請歷年分布情況

從圖1展示的專利申請涉及的技術領域分布可知，企業(yè)在A47L（家庭的洗滌或清掃）領域的專利申請量最多。因此，為了進一步分析美的集團家庭室內(nèi)清潔設備專利申請在A47L（家庭的洗滌或清掃）領域的專利布局情況，本文以美的、清潔和A47L分類號為檢索要素在國家知識產(chǎn)權局專利檢索系統(tǒng)中進行樣本確定，獲得專利申請1 838件。其中在我國國家知識產(chǎn)權局提交申請1 614件，美國、歐專局和WIPO等國外提交申請224件，其中在中國國家知識產(chǎn)權局提交的申請中發(fā)明專利申請631件，實用新型專利申請983件。

美的家用室內(nèi)清潔設備專利申請趨勢大致可分為4個階段：①技術萌芽期：第一件專利技術出現(xiàn)在1989年，1989—2010年，申請量都很小，在10件以內(nèi)，在此期間，美的開始探索清潔設備技術，處于技術萌芽階段;②緩慢增長期：經(jīng)過前期技術的積累與研究，2010—2014年，申請量呈現(xiàn)緩慢增長;③快速增長期：尋求到技術突破點，在2014—2016年，清潔設備專利申請量出現(xiàn)了快速的增長;④技術成熟期：經(jīng)過前兩年技術的積累和發(fā)展，現(xiàn)有技術進入成熟期，新的瓶頸出現(xiàn)。

值得關注的是，就申請趨勢而言，江蘇美的和廣東美的在家用清潔設備領域申請趨勢基本一致，但申請量具有較大幅度的差異，且首件申請也出現(xiàn)在江蘇。江蘇美的的總申請量1 496件，廣東美的的總申請量115件，江蘇美的的總申請量遠遠大于廣東美的的總申請量，追根溯源，美的集團在2005年收購春花吸塵器，春花吸塵器是現(xiàn)在江蘇美的清潔電器股份有限公司的前身，春花自成立之日起就致力于家用清潔設備的研究，因此，多年技術和經(jīng)驗的積累，使江蘇美的成為家用清潔設備的佼佼者。

由于專利文獻從提出申請到向公眾公開有時間的延后，因此，對于以下分析圖中有關2018年和2019年申請量的下滑不排除是由于樣本數(shù)據(jù)量的不完整而造成的。

2.3 國內(nèi)專利申請類型分布情況

從圖3總體來看，實用新型的申請數(shù)量始終在發(fā)明申請的數(shù)量之上，這可能與實用新型的審批較快有關。實用新型無需經(jīng)過實質(zhì)審查，也不需要滿足自申請日期起滿18個月后進行公布的要求，經(jīng)初步審查合格就能獲得專利權，因此審查周期大大短于發(fā)明專利申請，企業(yè)能夠在短期內(nèi)得到授權，并憑借專利優(yōu)勢迅速搶占市場。

2.4 技術市場分布分析

由全球地域分布地圖得知，美的清潔設備專利申請主要在中國，尤其是技術發(fā)展的早期，清潔設備的專利申請在中國。美的清潔設備專利申請在2013年才進入美國，同樣在2013年首次通過專利合作條約PCT提交專利申請，2014年進入歐洲，可以看出美的清潔設備自2013年起，開始重視并走向海外市場，但中國市場仍然是專利布局的主戰(zhàn)場。

2.5 主要發(fā)明人分析

分析美的清潔設備專利申請的主要發(fā)明人，可明顯的得出鐘敏、王永華、胡衛(wèi)、牛軍營、林云龍等的研發(fā)實力較強。其中，鐘敏、王永華主要研發(fā)方向在于手持吸塵器、塵杯及充電座等;胡衛(wèi)主要研發(fā)方向在于風道結構、吸塵部件的拆裝、手持吸塵器;牛軍營主要研發(fā)方向是地刷、旋風吸塵器結構;鐘敏主要是對于塵杯、手持吸塵器及充電座和灰塵檢測部件的研發(fā);林云龍主要研發(fā)方向在于電機罩、地刷、旋風分離器等。由上述主要發(fā)明人的研發(fā)方向可知，美的清潔設備的主要研發(fā)方向在于對清潔設備結構的改進，尤其是清潔設備的主要部件如旋風分離器、塵杯、電機罩、風道結構等的改進。

3 技術分布情況

3.1 技術分支

基于檢索到的1 838件專利文獻作為樣本，對專利申請的技術內(nèi)容進行了主題歸納。從技術主題涉及的范圍來看，企業(yè)在家用室內(nèi)清潔設備的專利申請涵蓋的范圍較廣，幾乎包括了清潔設備的各個部件和環(huán)節(jié)，尤其是對于提高清潔效果和用戶體驗方面的清潔組件、過濾組件和降噪組件，同時還針對清潔設備各組件本身的工作狀態(tài)進行適應性調(diào)整的控制方法的改進，對于清潔過程中路徑規(guī)劃、工作環(huán)境感知也進行了一定數(shù)量的專利布局。

從各專利申請對現(xiàn)有技術的改進點出發(fā)，將一級技術分支總體劃分為清潔設備主體結構的改進和清潔設備工作和控制方法的改進。其中，清潔設備主體結構的改進是為了得到更好的清潔效果和使用體驗而對清潔設備在結構和性能上進行的改進;清潔設備工作和控制方法的改進是為了保證清潔設備在清潔過程中呈現(xiàn)出穩(wěn)定可靠、智能化和人性化的工作狀態(tài)而進行的改進。

進一步的，將清潔設備主體結構的改進細分為清掃組件、降噪組件、過濾集塵組件、驅(qū)動組件、拆裝組件、整體效果、顯示組件、附加組件、其他等方面進行的改進，通過對清潔設備主體結構的改進實現(xiàn)易組裝拆卸、電機降噪、性能安全、用戶體驗好、清潔效率高和使用壽命長等。其中滾刷、邊刷、吸嘴作為清掃組件，風道和電機組件作為降噪組件，旋風塵杯集塵作為過濾集塵組件，鎖定、解鎖及可拆卸結構作為拆裝組件，為實現(xiàn)結構簡單、占空間小、方便攜帶等對清潔設備結構的改進作為整體效果單獨分析。清潔設備工作和控制方法的改進，細分為基于清潔本身各部件工作狀態(tài)檢測進而設置的控制方法，障礙物感測、地板狀態(tài)感測的環(huán)境感知，充電方法，路徑規(guī)劃的改進將致力于在清潔設備的清掃效率、設備安全等方面進行改進。詳見表1。

3.2 技術分支的分布情況

從技術主題的分布數(shù)量來看，美的的全球?qū)＠季种铝τ谇鍧嵔M件、過濾組件、降噪組件的改進，以及對檢測清潔設備本身各部件的工作狀態(tài)進行相應調(diào)整的控制方法的改進，從側面反映了企業(yè)在家用室內(nèi)清潔設備領域進行技術創(chuàng)新的重點研發(fā)方向。圖6圖7分別為美的集團專利布局在二級技術分支上的各技術主題的分布情況。

4 從專利申請看家用清潔設備的技術發(fā)展現(xiàn)狀

專利申請量較多的技術主題從側面反映了企業(yè)的技術投入和研發(fā)重點，但是綜合美的集團家用清潔設備的研發(fā)歷程，得知雖然部分專利技術的申請量不是最多，但相關專利技術向國外市場布局，且已經(jīng)在國外授權，或者相關專利技術經(jīng)歷過許可或轉(zhuǎn)讓。以下從向國外布局的專利技術或部分重點領域?qū)＠夹g進行技術脈絡和發(fā)展現(xiàn)狀梳理。

4.1 充電方法和充電系統(tǒng)

CN2017105821484，該專利申請人為江蘇美的清潔電器股份有限公司，同族專利申請在美國、日本已經(jīng)獲得授權，主要涉及吸塵器的快速充電方法該吸塵器中電池包的快充方法，根據(jù)電池包的電壓和溫度對電池包進行充電控制，能夠保證吸塵器中電池包的快速充電，縮短了吸塵器的充電時間，且充電過程中安全性好、可靠性高，有助于提高吸塵器使用的便捷性，提升用戶體驗。

CN2015108102845，該專利申請人為江蘇美的清潔電器股份有限公司，同族專利申請在美國、日本、歐專局已經(jīng)獲得授權，主要涉及掃地機器人的快速回充系統(tǒng)及回充方法，回充系統(tǒng)能夠控制掃地機器人快速返回至充電座，有效縮短了充電回航時間，并且采用前端或尾端對接方式，避免了對接過程中采用左右邊刷動充電座造成的對接不穩(wěn)定，從而實現(xiàn)準確對接。

4.2 清掃控制方法

CN2015100090360，該專利申請人為江蘇美的清潔電器股份有限公司，同族專利申請在美國、歐專局已經(jīng)獲得授權，涉及一種機器人的行走控制方法和機器人，方法包括以下步驟：控制機器人沿著房間的墻壁繞圈行走以獲取房間的結構和面積;根據(jù)房間的結構和面積對房間進行區(qū)域劃分以生成多個正常清掃區(qū)域和多個異常清掃區(qū)域;以回形字清掃行走模式對多個正常清掃區(qū)域進行清掃;以及在對多個正常清掃區(qū)域清掃完成之后，根據(jù)每個異常清掃區(qū)域的面積對多個異常清掃區(qū)域進行清掃。本發(fā)明實施例的方法，對正常清掃區(qū)域和異常清掃區(qū)域進行區(qū)分清掃，大大提高了清掃覆蓋率，有效提升了清掃性能，從而大大提升了用戶體驗。

4.3 風道及降噪方法

CN2014105386003，該專利申請人江蘇美的清潔電器股份有限公司，同族專利申請在歐專局已經(jīng)獲得授權，涉及用于表面清潔裝置的風道結構，該風道結構能夠利用分隔件將電機容納室分隔成第一風道腔和第二風道腔，由此延長了氣流在風道結構內(nèi)的流動路徑，降低了氣流流動速度，進而降低了風道結構的出風噪音。

4.4 立式吸塵器

CN2016101148611，該專利申請人為江蘇美的清潔電器股份有限公司，同族專利申請在美局、歐專局已經(jīng)獲得授權，立式吸塵器，結構簡單，運行穩(wěn)定、可靠，可以保證吸塵的正常工作，占用空間小。

CN2017102712714，該專利申請人為美的集團股份有限公司，涉及一種蒸汽清潔裝置，在本體的外圍增加迷宮的密封結構，使蒸汽清潔裝置接觸到待清潔表面時，密封性能更好，減少蒸汽外溢，提高了蒸汽作用在待清潔表面的溫度。蒸汽腔體的設置也使得蒸汽在腔體內(nèi)均勻擴散，使得待清潔表面溫度分布均勻，提高了有效加熱面積，提升清潔效果，提升用戶體驗。

CN2017107263891，該專利申請人為江蘇美的清潔電器股份有限公司，涉及地刷組件的改進，地刷本體在滾刷腔內(nèi)設有多道密封筋，多道密封筋沿滾刷體的軸向間隔開設置，每道密封筋均環(huán)繞滾刷體設置，滾刷體的外周壁上對應每個密封筋的軸向兩側均設有滾刷環(huán)，在徑向上，滾刷環(huán)的外邊緣均位于相鄰兩個密封筋的內(nèi)邊緣的外側，密封筋配合滾刷環(huán)形成彎曲的氣隙。根據(jù)本發(fā)明實施例的吸塵器的地刷組件，能夠有效地防止了雜物進入位于滾刷軸承，從而保證了滾刷在工作中能夠順暢地旋轉(zhuǎn)CN2017106330314申請人為江蘇美的清潔電器股份有限公司，垃圾桶式吸塵器，當垃圾桶式吸塵器不使用時，可以使刷體移動到桶體組件的外底壁下面，增加垃圾桶式吸塵器的美觀性，當垃圾桶式吸塵器使用時，可以使刷體向外移動以清掃周邊的垃圾，刷體沿其旋轉(zhuǎn)軸線可轉(zhuǎn)動以清掃周邊的垃圾。

5 結語

隨著經(jīng)濟發(fā)展和人們生活水平的提高，家庭室內(nèi)清潔設備作為新生代家電產(chǎn)品，具有廣闊的應用前景。近年來，企業(yè)在家庭室內(nèi)清潔設備技術研發(fā)的同時，還逐漸意識到將核心技術進行專利保護。知識產(chǎn)權應當先行，才能保證企業(yè)在市場競爭中處于有利地位。企業(yè)在研發(fā)核心技術的同時，可以在專利申請的數(shù)量、申請的領域、申請覆蓋的區(qū)域和申請覆蓋的年限等方面進行專利的總體布局，或?qū)ζ髽I(yè)重點研發(fā)的某一個技術主題的專利申請進行系統(tǒng)籌劃，以形成有效排列組合的精細布局。

家庭室內(nèi)清潔設備在國外的申請量較少，國內(nèi)申請人也可以關注國外的市場需求，通過PCT渠道將自己的核心技術在全世界范圍內(nèi)進行布局和保護，推動我國在家庭室內(nèi)清潔設備產(chǎn)業(yè)方面的健康可持續(xù)發(fā)展。

隨著電子技術、信息技術及AI技術[2]的發(fā)展，人們對清潔設備的智能化也提出了更高的需求，企業(yè)可以將自動控制技術、電子技術、信息技術及人工智能技術應用于清潔設備，也可清潔設備搭載消毒、空氣凈化、人機交互等其他功能，實現(xiàn)更優(yōu)質(zhì)、更高效的清掃的同時，為人們生活提供更便捷的服務。

參考文獻：

[1] 萊克電氣起訴美的吸塵器專利侵權索賠400萬元[J].中國知識產(chǎn)權報，2018（10）.

[2] 韓力群.服務機器人亟待AI技術賦能[J].Columm專欄·智慧機器人，2019（12）：82-83.