【技术创新与发明原理结课论文】

《技术创新与发明原理》结课论文：旋耕机专利的技术功效矩阵分析目录TOC\o"1-3"\h\u32385一、旋耕机专利的技术（发明原理）功效矩阵 伴随技术的不断革新，产品研发的速度也在不断加快，企业通过申请专利来保护自身的核心技术不被侵犯，在市场竞争中，一类产品可能会有多个企业发布，但该类产品中的核心技术往往掌握在几个拥有核心技术专利的企业中，拥有核心技术专利的企业通过收取专利费来赚取高额的利润，这也成为了各个国家尤其是发达国家极其重视本国知识产权的重要原因，一方面企业高额的专利费推动了国家经济的增长，另一方面企业通过对核心技术的保护及垄断，形成专利壁垒，使其竞争对手很难有所突破。在国家层面上，通过专利保护来打压他国技术进步的同时保护本国企业；在企业层面，以赚取高额的利润促进其自身的发展同时压榨使用其核心专利技术企业的利润。专利对于申请的企业来说，其可以帮助企业独占该专利权的市场，他人无法生产、销售及使用；还可依据实际情况进行专利技术的授权或转让，以此获得巨额利益。对于还未拥有核心技术，需要进行产品改革创新的企业，专利记载的文件信息可以帮助企业了解技术进展情况，制定发展战略，对于技术的创造革新，专利可以帮助企业开发思维、扩大思路，同时还可最大限度避免侵权的发生。因此如何更好的利用专利信息成为企业在发展竞争中的稳步增长的必要条件。一、旋耕机专利的技术（发明原理）功效矩阵旋耕机作为农业耕作中的重要机械，可在农作物种植前对土地进行碎土灭茬、土壤翻新、去除土壤板结及旋耕后平整土地的作用，有利于争取农时，改善土壤条件，促进植物生长。按照旋耕机中旋耕刀的刀轴配置方式可将旋耕机分为横轴式旋耕机与立轴式旋耕机，按照旋耕机大小分类可将旋耕机分为大型旋耕机及手扶式小型旋耕机，其中横轴式旋耕机有较强的碎土能力适合用于旱田耕作，本文以横轴式大型旋耕机相关专利为例进行旋耕机的创新设计及专利申请工作，以验证设计流程的可行性。以功效词（技术效果）为横坐标，以发明原理（技术词）为纵坐标，将相对应的专利数量填入对应横纵坐标中，构建旋耕机的技术（发明原理）功效矩阵，如图1.1所示。图1旋耕机技术（发明原理）功效矩阵

二、旋耕机的技术（发明原理）功效矩阵与技术功效矩阵对比以发明原理归纳技术词构建技术（发明原理）功效矩阵与以同意化归纳技术词构建技术功效矩阵其在最终分析得到的结果是否一致则需要实例进行验证，以得到的旋耕机专利库中的数据为基础，对技术手段进行同意化处理为技术词，并与已经同意化处理后的功效词组成旋耕机的技术功效矩阵，通过对比验证结果是否一致。（一）同意化处理技术手段同意化处理技术手段即将相似的技术方法进行归纳总结，以旋耕机专利库为例，同意化处理得到技术词18项，分别为旋耕刀分布、旋耕刀形状、多排刀轴、旋耕机可转动、清洗装置、中间变两侧、刀与刀轴的连接方式、刀轴结构、平土装置、部件位置可调节、开沟器起垄器、刀轴反转、犁刀、切草装置、提高转速、震动、石头分拣装置和支撑杆。（二）构建旋耕机专利的技术功效矩阵以同意化处理后的功效词为横坐标，技术词为纵坐标得到如图2所示的技术功效矩阵气泡图。（三）矩阵对比由图1，可以看出技术热点存在于技术效果“高效碎土”下，并应用发明原理多维法来实现其效果，技术效果“防缠草”、“耕后平整”也在一定程度上出现了专利聚集情况；对于技术薄弱点，则出现在了“保护刀轴”、“减少旋耕刀磨损”、“开沟起垄”及“减少机内土堆积”。对比图2，在技术效果“高效碎土”下通过技术手段“多排刀轴”、“旋耕刀形状”及“旋耕刀的分布”来实现并聚集形成技术热点，而以上三种技术手段可通过发明原理“多维法”与“非对称法”进行归纳；对于技术薄弱点，其同样出现在了“保护刀轴”、“减少旋耕刀磨损”、“开沟起垄”及“减少机内土堆积”中。通过对比可知，以发明原理归纳技术手段得到的矩阵与以同意化归纳技术手段在最终得到的结果中有很大的一致性，但进一步的，针对技术手段繁多复杂的情况，发明原理可有效缩减矩阵纵坐标的类目，更标准地归纳技术手段。因此在面对不同技术领域内构建技术功效矩阵时，因其在最终结果的一致性，如出现技术手段较多且归纳困难的情况，可优先选用发明原理进行总结图2旋耕机技术功效矩阵气泡图

三、旋耕机技术（发明原理）功效矩阵分析与设计目标（一）技术（发明原理）功效矩阵分析本文选择应用旋耕机的技术（发明原理）功效矩阵进行数据的分析并反推出设计目标，通过对矩阵展示出的信息进行分析整理，可以得出以下五点结论：1.根据图中展示的气泡面积大小可以看出有大量专利聚集于技术效果“高效碎土”下，共有73件专利，且对应的应用发明原理“多维法”最多，达到37件，分别是以两排或多排旋耕刀及改变旋耕刀的形状来实现碎土效果的提升，因此在“高效碎土”这一技术效果下有大量专利聚集，可称之为技术热点，在此处的“专利壁垒”及“专利雷区”也较多，对于进行产品创新设计而言，可避开此技术热点，从而降低专利侵权的风险及进行产品创新的难度过高。2.同样的技术聚集也出现在了技术效果“防缠草”与“深耕”下，但并未有技术效果“高效碎土”聚集的程度大，分别有31件专利及23件专利关注于这两个技术效果，可供设计者进行参考。3.对于技术效果“减少旋耕刀磨损”、“减少机内土堆积”、“开沟起垄”及“保护刀轴”，则仅有很少专利去集中解决相应的问题，专利数量分别为：14件、11件、12件及5件，可称之为技术薄弱点，以技术薄弱点来反推设计目标，则会大大提高产品创新的几率，因专利技术较少也可最大限度的避免技术上的侵权发生。4.以发明原理归纳技术手段后，可以看出对于要达成技术效果所运用的发明原理，图4.2中有55件专利运用发明原理“预补偿法”；有65件专利运用发明原理“多维法”；有26件专利运用发明原理“动态法”；有27件专利运用发明原理“组合法”，以上4中发明原理被广泛用于解决旋耕机所提出的设计问题及达成旋耕机的技术效果，设计者对旋耕机进行创新设计而言，可优先选择以上4种发明原理尝试开发思维，进行创新设计。5.以技术薄弱点反推出的设计目标，同样可根据技术（发明原理）功效矩阵来快速选择几项发明原理，以“减小旋耕刀磨损”作为设计目标为例，如图4.2所示，可优先选择发明原理：预补偿法、反向法、组合法、非对称法及多维法来尝试进行设计思维的开发。（二）设计目标分析通过对旋耕机专利进行技术（发明原理）功效矩阵的分析，得出了4项技术薄弱点：减少旋耕刀磨损、保护刀轴、开沟起垄及减少机内土堆积，以以上四项技术薄弱点作为旋耕机创新设计的设计目标，因相关专利数量较少，不仅可以最大限度避免技术上的重复，还可提高产品创新的成功率，从而弥补旋耕机发展过程中的技术短板，实例以如何减小旋耕刀磨损作为旋耕机设计目标，对旋耕机进行创新设计。总结与发明原理归纳技术手段不同，同意化在归纳技术手段时会出现技术难总结及归纳类目较多的现象，虽同样可发现技术热点与技术薄弱点的存在，但同意化会增加工作难度，且因为类目数较多而淡化了突出信息的展示。通过对比在验证技术（发明原理）功效矩阵的一致性之外，在面对技术手段繁多复杂的情况下发明原理可以更好的对技术手段进行归纳，与同意化处理在同为人为进行操作情况下，发明原理则提供了一种标准化的参考，不仅体现在矩阵中技术热点与技术薄弱点的提取，还可为设计者进行相关技术的创新设计时提供设计思路，开发设计思维。企业如何在技术快速发展的潮流中适应并获得一席之地，对企业成长及发展来说显得尤为重要，以加大新技术研发力度从而形成自身核心技术专利的企业与以使用他人核心技术专利并支付高额专利费用来代替研发投入的企业相比，孰优孰劣已经在市场竞争中凸显出来，随着时间的推移及专利思想的逐渐普及，越来越多的企业开始认识并意识到研发核心技术的重要性，这对设计者提出了更高的要求，不仅要提高创新性，避免技术重复，而且要加快设计周期，缩短研发时间。于是越来越多的设计方法开始围绕专利进行，借助专利所公开记载的技术信息，企业通过专利分析对现有技术进行深入挖掘，了解竞争对手的情报及技术发展命脉，寻找可用作技术研发或专利规避的突破点进行自身的技术创造。参考文献[1]穆瑞,张家泰.基于QFD的质量屋技术在冰箱设计中的应用[J].机械设计，2017（08）：45-48[2]贾蕴发,周永清,李昊,李超.基于TRIZ原理的包书机设计[J].机械设计，2018,35（03）：33-36[3]张欣,方海,黄光龙.基于TRIZ功能裁剪法的养老护理床设计[J].机械设计，2017，34（12）：116-120.[4]张乐,孙志学,胡成朵,陈晨.TRIZ理论在老人购物车设计中的应用研究[J].机械设计，2017,34(12):