莲藕挖掘机械专利技术研究

肖正强 邹慧

摘要莲藕具有很好的食用和药用价值。目前，莲藕挖掘机械化水平低，广大藕农迫切需要高效低耗的莲藕挖掘机械。针对莲藕挖掘机械领域，以专利文献为研究对象，利用Incopat数据库，对莲藕挖掘机械领域专利进行检索、分类、整理、分析。对该领域专利申请趋势、核心专利申请人、技术构成、法律状态、热点研究方向等进行分析，为莲藕挖掘机械的研发提供参考。

关键词莲藕;挖掘机械;专利分析

中图分类号S-058 文献标识码A

文章编号0517-6611（2019）18-0247-04

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2019.18.068

开放科学（资源服务）标识码（OSID）：

Patent Analysis on Lotus Root Harvest Machine Technologies

XIAO Zheng-qiang， ZOU Hui（ Institute of Science and Technology Strategy， Jiangxi Academy of Sciences， Nanchang， Jiangxi 330096）

AbstractLotus root has good edible and medicinal value. At present， due to the low level of mechanization of lotus root harvesting， lotus root farmers are in urgent need of efficient and low-cost lotus root harvest machine. With patent literatures as the research objects， incopat database was used to retrieve， classify and analyze the patent in the field of lotus root harvest machine. We also analyzed the patent application trend， core patent applicants， technology composition， legal status and hot research directions in this field， aiming at providing references for the researches on lotus root harvest machine.

Key wordsLotus root;Harvest machine;Patent analysis

莲藕是一种易种难收的重要水生蔬菜，具有丰富的食用和药用价值。人工采藕费时费力且伤藕严重。莲藕质脆易断，随着农村用工成本的快速增长，莲藕的挖掘问题困扰着广大藕农。广大藕农迫切需要具有高效低耗的莲藕采挖机械[1]。挖藕机械的工作原理分为铲挖式和喷流式。铲挖式挖掘极易损伤莲藕品质，应用不广泛。喷流式挖藕机采用高压气流或水流的方式，解决了铲挖式挖藕机存在的采挖效率和采挖质量之间的矛盾，应用广泛。喷流式挖藕机按结构形式可分为船式挖藕机、浮筒式挖藕机、水泵机组漂浮式挖藕机、水泵机组岸基式挖藕机。目前对挖藕机的设计及改进技术日益增多，如陈辉等[2]、何竞飞等[3]研究了挖藕机的喷嘴仿真和喷嘴流场研究;张耀宏等[4]进行了喷流式挖藕机的研制;刘鹏等[5]进行了液力驱动挖藕机的结构设计;肖科星[6]、郭洋民[7]进行了水田莲藕采挖机的设计与研究;程悦荪等[8]对挖藕机断藕率及其影响因素进行了研究。吴昊等[9]进行了自旋射流式挖藕机的仿真设计与试验。刘向军等[10]进行了手扶挖藕机的结构设计与研究。

随着我国莲藕种植面积的不断扩大，研究开发适合我国的先进莲藕挖掘技术及装备具有重要的经济价值和社会意义。专利文献是一种重要的信息资源，可以反映出该行业研发的现状和发展趋势。莲藕挖掘技术与装备的专利产出比论文产出要多。通过深入分析专利，可以了解该领域发展趋势和技术创新发展方向。然而，目前还没有学者从专利角度对国内外莲藕挖掘机械技术进行分析和研究。鉴于此，笔者从莲藕挖掘机械领域专利入手，通过对专利申请趋势、重点申请人、技术分布、法律状态等指标来分析莲藕挖掘机械领域的技术发展情况，为国内莲藕挖掘机械的研发提供 思路。

1数据检索及加工

相关文献调研显示，利用Incopat专利数据库进行莲藕挖掘机械全球专利的检索。采用关键词+IPC分类号的方式构建了莲藕挖掘机械的专利检索式。经过计算机检索并结合人工判读去除噪音数据，得到245件检索结果，作为莲藕挖掘机械专利分析的数据集，然后对这些专利的申请趋势、专利申请人地域、专利申请人类型、法律状态、热点研究方向等进行分析。数据检索日期为2019年3月31日。“近 3 年”一般是选取2014—2017年。

2結果与分析

2.1申请趋势 （中国专利）

中国专利申请公开年度趋势分析显示，国内莲藕挖掘机械专利申请量呈增长趋势，2011年之前增长缓慢，2011年以后增速加快，随后几年申请量迅速上升，2017年公开量达到61件（图1）。2013—2017年，专利申请总量为160件，年均申请量为32件。考虑到专利从提交申请到公开再到被数据库收录有18个月左右的时间延迟，导致近2年的专利申请数量不完整，因此2018年的数据仅作参考。近几年，随着莲农种植莲藕积极性的高涨，种植莲藕的面积增加，带动了莲藕挖掘机械领域的研发投入，增加了总体专利数量。

2.2申请人地域分布（中国专利）

从表1可以看出，莲藕挖掘机械领域相关专利中，分布在中国的数量最多，为219件，其次是日本及韩国。219件国内相关申请专利中，实用新型专利占111件，发明专利占108件，这些专利的申请人国别都是中国。这一方面说明中国开展了大量的莲藕挖掘机械的技术研发工作，另一方面也说明日本和韩国不太重视莲藕挖掘机械的技术研究在中国申请专利。

表2显示了我国各省、市莲藕挖掘机械专利申请量情况，排名前10位分别是山东省、安徽省、湖北省、江苏省、广西省、重庆市、浙江省、河南省、陕西省。其申请量总和达到191件，占总量的87.21%。排名前10位省市近3年申请量为97件，说明这些省市是莲藕的主产区，非常重视莲藕挖掘机械技术的研发。

2.3申请人类型（中国专利）

根据专利申请人类型的不同，可以将专利申请人分为个人、企业、大学、研究机构等。从表3可以看出，检索得到的中国专利有219件中，个人 106件（48.40%），企业 68件（31.05%），大学 26件（11.87%），机关团体13件（5.93%），研究机构5件（2.28%），其他2件 （0.91%）。从专利申请人类型来看，在莲藕挖掘机械领域的研究以个人和企业为主。

2.4中国专利的法律状态（中国专利）

由表4可知，莲藕挖掘机械中国相关专利法律状态主要构成为：失效专利85件，占总数38.81 %;审中专利50件，占总数22.83%;有效专利67件，占总数30.59%。在失效专利中，未通过实质审查而导致驳回的有4件，主动及视为撤回及放弃的专利有22件，因未按期缴纳年费而导致失效的专利有59件。权利终止、撤回、放弃、驳回专利，均不具有专利权，专利涉及技术可视为公开技术。

2.5重要专利申请人（全球专利）

对目前莲藕挖掘机械领域重要专利申请人进行分析，可以了解该领域的申请人的技术研发实力和重视专利申请的程度。表5按专利申请量大小列出了莲藕挖掘机械专利数量前10位的专利申请人，分别为宋加龙、安徽在天生态农业开发有限公司、贺州学院、刘万成、管中林、华中农业大学、重庆市长寿区海浪莲藕种植专业合作社、安徽绿源渔业科技有限公司、浙江捷普消防设备有限公司、金湖金龙祥渔业设备有限公司。近3年主要的专利申请人中，比较活跃的有宋加龙、贺州学院、刘万成、重庆市长寿区海浪莲藕种植专业合作社、安徽绿源渔业科技有限公司、浙江捷普消防设备有限公司、金湖金龙祥渔业设备有限公司。安徽在天生态农业开发有限公司、华中农业大学在2018年分别申请了9和4件莲藕挖掘机械方面的专利。

2.6IPC分类号数量分布（全球专利）

为了深入了解莲藕挖掘机械领域专利的研发重点，利用IPC（国际专利分类号）来做技术分类统计分析。通过分析莲藕挖掘机械领域专利主要IPC技术分布情况，可以了解该技术领域的主要技术构成，以及该技术领域技术研发的重点方向。表6列出了莲藕挖掘机械领域相关专利前10位的IPC小组，其中排名前5位的IPC小类分别为A01D31/00、A01D44/00、A01D13/00、A01D33/00、A01D33/08，主要技术涉及其他挖掘收获机械、水下植物的收获和挖掘机，例如马铃薯挖掘犁、挖掘式收获机的附件、专用分类和清洁机构。截至2019年3月，这5类的专利申请量分别为168、138、24、21、21件（有些专利有几个专利IPC分类号）。通过对莲藕挖掘机械领域相关专利IPC进行分析，结果显示目前该领域专利技术主要集中于A01D31/00、A01D44/00两类，分别对应其他挖掘收获机械和水下植物的收获机械。这2个领域技术竞争较激烈，研究较热门。

2.7IPC分类号地域分布（中国专利）

表7列出了莲藕挖掘机械领域专利申请量排名前10位的省份，以及这些省份专利中排在专利IPC分类号前5位的专利数量。不同省份莲藕挖掘专利申请量不同，但是专利技术的分布基本相同，主要集中于A01D31/00（其他挖掘收获机械）、A01D44/00（水下植物的收获）。

2.8智能挖藕机专利技术

从我国劳动力结构变化来看，在开阔的浅水藕田或湖塘莲藕种植区，自动化、智能化的莲藕挖掘机应该是莲藕挖掘机械发展的重要发展方向。由图2可知，2009年由周明全申请了第一个高效智能多用船式挖藕机，2013年武汉大全高科技开发有限公司申请了一种多功能智能挖藕机，2016年重庆理工大学申请了振动式莲藕收获机具及其智能控制方法的2个专利。2017年宋加龙申请了12件智能莲藕挖掘机的相关专利，其中授权7件，公开了4件，处于实质审查的1件。这些智能莲藕挖掘机械涉及云计算及挖藕机器人等，代表了莲藕挖掘机的发展方向。

3小结

基于Incopat数据库，对莲藕挖掘机械领域的技术研发进行了全面分析。专利分析结果显示，全球开展莲藕挖掘机械技术研究的国家只有中国、日本和韩国，且主要集中在中国;专利以发明专利和实用新型专利为主;目前我国莲藕挖掘机械的专利申请量呈逐年上升趋势，但我国莲藕挖掘机械专利申请存在专利集中度不高、无突出优势企业的现象。近几年，智能莲藕挖掘机械的专利申请量增长很快。随着我国莲藕种植面积的不断扩大，广大藕农迫切需要用高效的莲藕挖掘机械代替手工进行莲藕挖掘。因此，分析莲藕挖掘机械相关专利可为我国莲藕挖掘机械技术开发提供参考。

参考文献

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[4]张耀宏，姜喆雄.喷流式挖藕机的研制[J].粮油加工与食品机械，1982（8）：33-38.

[5]劉鹏，陶雷，吕石祥.液力驱动挖藕机的结构设计[J].农机化研究，2017（1）：78-81，86.

[6]肖科星.水田莲藕采收装置设计与试验[D].武汉：华中农业大学，2016.

[7]郭洋民.水田莲藕采挖机设计与研究[D].武汉：华中农业大学，2015.

[8]程悦荪，金先龙，胡斌祥.挖藕机断藕率及其影响因素的研究[J].农业工程学报，1986（4）：58-68.

[9]吴昊，夏俊芳，张国忠，等.基于EDEM-Fluent仿真的自旋射流式挖藕机的设计与试验[J].农业工程学报，2018，34（5）：9-14.

[10]刘向军，王艾伦，李世杰，等.一种新型手扶挖藕机的结构设计与研究[J].安徽农业科学，2018，46（10）：179-182.