中国智能垃圾分类技术专利申请现状

2019年6月住建部等部委发布了《关于在全国地级及以上城市全面开展生活垃圾分类工作的通知》，要求北京、天津等46个重点城市到2020年底基本建成垃圾分类处理系统。2019年7月1日起，《上海市生活垃圾管理条例》正式实施，上海率先强制实行垃圾分类。随后，新修订的《北京市生活垃圾管理条例》于2020年5月1日起实施。随着社会经济的发展和人民生活水平的提高，垃圾的总量不断增加。当前，我国垃圾普遍具有成分复杂、分类成本高等特点，居民、政府、企业三个垃圾分类的主体之间存在着垃圾分类权责模糊、主体意识淡薄、参与度不高等问题。近两年垃圾分类和回收领域活力十足，2018年上半年有77个垃圾分类项目放出，累积中标金额5亿元。垃圾分类逐渐成为人们关注的热门话题，垃圾分类技术也成为了研究热点。我国在垃圾分类技术方面的研究市场需求较大，仍存在着很大的研究空间。

由于传统的垃圾处理方法存在不同程度的不足，随着人们对垃圾处理效果与效率的不断追求，智能垃圾分类技术已经成为垃圾处理领域的一个重要的研究发展方向。智能垃圾分类技术融合了大数据技术、物联网技术、互联网技术、人工智能等多种创新技术。智能垃圾分类技术具有智能化、操作简单、便于数据分析及实时监控等优点，受到了极大关注。针对智能垃圾分类技术在我国的专利申请进行检索，由检索结果分析该领域在我国专利申请状况、技术现状以及研究趋势，从而为该领域科研人员的研究方向和专利布局提供参考信息。

专利申请状况

专利申请的总体情况分析

智能垃圾分类技术在我国专利申请总量呈逐年上升趋势，如图1所示。1992年至2000年处于技术起步阶段，该领域的年申请量均在10件以下。2001年至2018年专利申请量开始迅速上升，总体趋势呈逐渐增加的态势，这主要是由于国内对环境保护和资源综合利用的关注以及人们环保意识的提升，对智能垃圾分类技术的研究成为热点。2019年后，由于专利从申请到公开或公告需要一定的审查周期，许多专利还尚未公布，所以并不能代表该段时间专利申请的实际数量。从总体趋势上可以预见，智能垃圾分类技术在我国专利申请量中一定的时间段内，仍然会维持在一个较高的水平，申请人对该领域的技术研发热情和投入力度比较高。

图1 专利申请量年度分布

主要专利申请人排名情况

为了了解申请人的主体以及专利申请的集中程度，对该领域我国专利申请量前10位的申请人做了分析后，不难看出该领域在我国专利申请的申请人均为企业，如表1所示（见下页）。这说明国内的企业已经意识到智能垃圾分类技术的重要性，同时重视该技术的研发和市场投入，在传统垃圾分类技术的基础上，不断探索新的智能垃圾分类技术，同时尝试对该领域的技术进行专利布局。而从另一方面来看，虽然国内企业在总体申请量上占据了一定的优势，但前10位申请人均没有与其他企业或高校院所进行联合申请，每个企业的申请量并不高，技术分散在不同的企业中，体系性不高，难以将企业在专利技术上的申请量优势转换为对应的市场占有份额。

表1

专利技术领域分布

为了找出智能垃圾分类技术中较活跃的专利技术领域，分析了相关专利主要涉及的IPC（国际专利分类法）分类大组，取前10个IPC大组分类号进行排序，通过对IPC大组分类号的分析，以及主要IPC大组技术领域，如表2所示，进行分析可以了解该领域的技术构成。

表2

在智能垃圾分类技术的专利申请中，如图2所示（见下页），属于B65F1的专利申请量明显多于其他分类下的申请量，占总体比例的43.27%。其次是B09B3、B09B5，分别占总体比例的16.99%和12.18%。可见，智能垃圾分类技术的热点专利技术领域主要包括垃圾贮器、固体废物的破坏或将固体废物转变为有用或无害的东西、固体废物的处理等方面。

图2 专利技术领域IPC分类

技术现状

智能垃圾分类技术的研究整体呈增长趋势，这说明智能垃圾分类技术早已受到关注，随着技术手段、方法及理念的更新，对该领域的探究热度不断上升。研究人员主要从四个方面对智能垃圾分类技术进行了研究与探索：第一，对分类识别的研究，例如公开号为CN109264259A的中国专利公开了智能废弃物分类收集垃圾桶的智能废弃物分类收集方法，其中自动识别分类的方法为基于霍尔传感器原理的接近开关探测金属；利用敲击被测物发声，使用特定装置采集处理声音信号，对信号进行时域与频域分析，区分玻璃、塑料和其他类；第二，对云技术的研究，例如公开号为CN109969639A的中国专利公开了通过设置云端服务器，与云端服务器网络通讯连接的智能垃圾分类回收终端、用户终端、大数据显示终端、运营终端，通过云端服务器将所有终端设备连成空间网络，通过网络通讯进行数据信息交互及数据统计；第三，对语音识别的研究，例如公开号为CN110282286A的中国专利公开了语音识别模块识别语音采集模块采集的垃圾种类的名称，云端服务器根据垃圾种类的名称输出控制指令到垃圾桶控制器以控制对应的第一驱动装置打开桶盖；第四，对太阳能供电的研究，例如公开号为CN106429101A的中国专利公开了太阳能电池板及设于控制箱内的蓄电池，该太阳能电池板与蓄电池连接，蓄电池为自动分类的生活垃圾收集装置进行供电。

随着人们对环境保护问题的日益重视，对垃圾分类技术的研究也快速升温。通过对智能垃圾分类技术在我国专利的统计与分析，针对该领域目前的状况，提出几点建议：

从专利申请量年度分布数据来看，该领域的专利申请总量在近几年呈现逐年上升趋势，同时具有很大的发展潜力；国内相关企业应抓住机遇，及时进行专利布局。从专利申请人排名来看，国内申请人主要集中在企业，但企业还未形成技术垄断，高校院所申请量相对较少；由于高校院所的理论基础好，企业的需求贴近实际生产需要，因此建议企业和高校院所加强合作，优势互补，以解决科研与生产脱节的问题，及时把科研成果投入生产。从专利技术领域分布来看，目前国内申请人的申请热点主要集中在以结构为特征的垃圾贮器（B65F1），申请人对垃圾分类容器设计的关注程度较高；国内研究人员应重视开发多角度的研究方向，加快我国智能垃圾分类技术知识产权的国际化进程。