移動式井蓋開啟器專利的發展淺談

吳云霞 王艷蒙 王歌

摘 要： 井蓋在防洪、排水、供電、供熱、電信等行業均有廣泛應用，且一般由鋼筋混凝土或金屬材料制成，這樣的優點是制作的井蓋強度高、耐久性好、適用性好，但在進行地下設施維修需要拆卸井蓋時，就比較麻煩。本文從專利的視角對移動式井蓋開啟器的發展進行梳理。

關鍵詞： 移動；井蓋；開啟

1.1 背景技術

井蓋，是設置在能夠通往地下設施檢查井的出入口頂部、表面為平面的可開啟的蓋體，是檢查井的主要配套產品。凡是安裝自來水、電信、電力、燃氣、熱 力、消防和環衛等地下公用設施的場所都需要安裝檢查井及與其配套的井蓋。井蓋一般由鋼筋混凝土或金屬材料制成，這樣的優點是制作的井蓋強度高、耐久性好、適用性好；但其缺點就是自重大，在進行地下設施維修需要拆卸井蓋時，若沒有專門的機械化拆卸裝置，完全依靠人力來拆卸，不僅費時、費力，還有一定的危險性。

1.2申請量在全球的趨勢

圖1為移動式井蓋開啟器全球專利申請趨勢，其大致可以分為以下幾個階段：

（1）萌芽期：從1930-1959年之間，這一時期相關申請剛剛出現，申請量少、未持續性顯現出規模。

（2）緩慢成長期：從1960-1979年之間，在這段期間每年均有少量的申請被提出，但申請量還是較少，每年平均申請件數為10件左右。

（3）快速成長期：從1980-至今，在這一期間全球申請量猛增，值得注意的是，從圖1移動式井蓋開啟器國內/國外專利申請趨勢可以看出，從1990年左右開始，國內才出現少量的相關申請，到2000年則開始穩定快速的增長；而國外的申請量在1990-2000年之間處于穩定期，2000年之后呈走低趨勢，但由于國內申請急劇增長，總的全球申請量也相應的提高。

1.3 移動式井蓋開啟器技術分解

技術分解是對于所分析的技術領域作進一步的細化和分類，對于行業狀況、檢索專利信息以及檢索結果處理都具有非常重要的意義，有助于了解行業整體情況以及選取研究重點。通常，技術分解的展開可按技術手段（如結構、工藝流程、產品或用途）、技術問題、技術功效等角度進行技術分解。

具體到井蓋開啟器領域而言，根據開啟器作用于井蓋的工作方式可將其主要劃分為：屬具“鉤”住井蓋、屬具“撬”住井蓋、屬具“吸”住井蓋、屬具“鉤”“撬”“吸”多種形式組合；其中屬具“鉤”住井蓋的方法是將井蓋開啟器的鉤伸進井蓋板的提升孔并掛牢，通過提起開啟器的鉤以提升井蓋，屬具“撬”住井蓋的方法是將蓋板的一端撬起，通過人力或驅動裝置移動井蓋，屬具“吸”住井蓋的方法是通過電磁等形式吸住井蓋，再通過人力或驅動裝置提升井蓋。根據驅動裝置的不同可將其主要劃分為：人力、液壓驅動、電動機驅動。根據動力從驅動裝置如何作用至井蓋的不同可將其主要劃分為：杠桿原理、螺紋傳動、卷筒提升。

圖2 移動式井蓋開啟器技術分解

1.4 各分支在全球的申請量對比

針對移動式井蓋開啟器的樣本，本文從作用于井蓋方式的不同、提升原理的不同、驅動裝置的不同這三個方面進行分支劃分。圖3所示為上述各分支在全球的申請量對比，其中，采用屬具“鉤”住井蓋的方法的申請量顯著大于其他“吸”、“撬”的作用方式的申請量，屬具“吸”住井蓋的方法一般都會使提升工具復雜化，而屬具“撬”住井蓋的方法雖然結構簡單但可能因為操作不當會損壞井蓋，因此，基于結構和成本的考慮，采用屬具“鉤”住井蓋的方法使用就比較多，這與其相對其他兩者的申請量的多少也是大體吻合的；提升原理中采用杠桿原理的申請量較螺紋傳動、卷筒提升的申請量也遙遙領先，螺紋傳動和卷筒提升的方法通常都需要增加其他附屬結構，例如絲杠、卷筒、絞盤等，而杠桿原理的運用只需一根操作桿，因而，基于操作的簡單性及結構的簡化性，采用杠桿原理的申請量也是相對多很多的；相較于電機驅動、液壓驅動的方式，為簡化裝置，更傾向于人力驅動。從上述各分支申請量的對比可以看出，該領域的研究完全貼合實際需要，從結構簡化、經濟成本的減小、操作的便利性來設計提升工具，并沒有脫離生活需求。

圖3 各分支在國內和國外的申請量對比

1.5國內申請的特點

國內雖然起步晚，但近年來已經不再機械的重復發達國家已經申請的成熟結構，而是另辟蹊徑，從生產實際出發，結合實際需求。例如：（1）中國石油大學（華東）提出了一種自動抓取多種井蓋的裝置，該裝置的控制器6會控制第一步進電機的旋轉， 通過聯軸器8帶動轉軸9的旋轉，進而帶動轉動座12的旋轉，控制器3也會控 制第二步進電機16的旋轉，帶動齒輪19的旋轉，齒輪19帶動移動齒條20的 移動，進而帶動抓手23的移動，控制器3通過控制第二步進電機16帶動抓手 23的移動和第一步進電機6帶動轉動座12的旋轉運動的共同協調運動，來實現電渦流傳感器25在井蓋上方的全面的檢測，從而確定井蓋孔的位置；在電渦流傳感器檢測到井蓋孔以后，通過控制左右兩個第一油缸的伸縮帶動左右兩個底座的上下移動和左右兩個步進電機帶動抓手的運動，實現了對多種井蓋的自動抓取的功能，大大提高了抓取井蓋的效率和節省了勞動力。

（2）2017年李程設計了一種機械式井蓋開啟裝置，該裝置啟動設備后，通過把手推動設備到待開啟的井蓋上方，啟動發動機，發動機帶動旋轉箱旋轉，濕布條接觸井蓋，掃除井蓋和周邊的雜物，并將井蓋四周硬化的土壤加濕。推動設備，U形彈簧鋼11處于井蓋上方。發動機帶動絲桿轉軸8，螺母9下移，U形彈簧鋼11下移到井蓋的開孔上方。手動將U形彈簧鋼11壓縮，U形彈簧鋼11的兩端彎桿伸入井蓋的兩個開孔。放開后，彈簧12作用下兩端彎桿卡住開孔。絲桿轉軸8反向旋轉，U形鋼條10帶動U形彈簧鋼11上移，井蓋受力上移。

1.5 結語

專利技術的申請在一定程度上體現該國在相關領域的技術實力，在井蓋開啟器領域國內專利相較于國外來說起步較晚，但后期國內相關技術的發展迅速，專利數量急劇增長，且質量也大大提高。

參考文獻

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