Практическое занятие №3 Составление заявки на изобретение.

Цель занятия: изучить правила и требования по составлению заявки на изобретение.

В процессе занятия решаются следующие задачи:

- приобретение знаний о правилах составления заявки на изобретение;

- ознакомление с основными структурными элементами патента на изобретение.

Порядок выполнения работы:

В соответствии с правилами оформления изобретения составить описание на изобретение средства измерения (далее - СИ), формулу изобретения, эскиз СИ. В качестве СИ, которое предлагается описать студенту, его прототипа и аналогов применяются СИ различных физических величин согласно варианту:

1 в – длина;

2 в – температура;

3 в – давление;

4 в – сила;

5 в – электрическое напряжение;

6 в – электрический ток;

7 в – электрическое сопротивление;

8 в - влажность.

При выполнении Задания достаточно описать известную конструкцию (принцип, метод) как новую, сравнив ее с известными другими конструкциями (принципами, методами), выбранными в качестве прототипов и аналогов.

Для выполнения Задания необходимо предварительно ознакомиться с принципом действия средства измерения, описать которое он должен в Заявке на изобретение, выбрать самостоятельно цель изобретения, прототипы и аналоги, ознакомиться с правилами оформления изобретения. В качестве цели изобретения могут быть следующие варианты:

- повышение точности;

- расширение измеряемого частотного диапазона (может быть расширение в область высоких частот, в область низких, одновременно в область высоких и низких частот);

- расширение измеряемого амплитудного диапазона (может быть расширение в область малых амплитуд, в область больших, одновременно в области малых и больших амплитуд);

- расширение возможностей средства измерения (например, измерение какого-либо дополнительного параметра или физической величины или выполнение какой-либо дополнительной функции, не связанной с измерением);

- уменьшение времени измерения (повышение производительности измерения);

- упрощение конструкции;

- уменьшение стоимости средства измерения.

Оформить изобретение - значит составить заявку на выдачу патента на изобретение. В состав заявки входят следующие документы:

заявление о выдаче патента установленной формы;

описание изобретения;

формула изобретения;

чертежи и иные материалы (при необходимости);

реферат;

документ, подтверждающий уплату государственной пошлины.

Описание изобретения

Описание изобретения - основной документ заявки. Оно должно быть составлено в соответствии с требованиями Правил составления, подачи и рассмотрения заявки на выдачу патента на изобретение.

На первом листе описания, в правом верхнем углу, указывается индекс Международный классификатор изобретений (МКИ) с обозначением номера ее редакции. Ниже, в средней части листа, пишут название изобретения.

Текст описания изобретения состоит из пяти частей:

характеристика области техники, к которой относится изобретение; характеристика уровня техники, к которой относится изобретение; сущность изобретения; перечень чертежей и других иллюстративных материалов; сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретения.

Основная особенность текста описания изобретения состоит в том, что сущность изобретения раскрывается в нем не менее трех раз, т.е. не менее трех раз показываются признаки изобретения.

Название изобретения должно быть кратким, точным, конкретным;

излагается в единственном числе именительного падежа (во множественном числе именительного падежа излагаются только те существительные, которые не имеют единственного числа);

название должно давать четкое представление об объекте изобретения (способ, устройство и т.д.);

название не должно содержать слов, не несущих информационной нагрузки, а также рекламных выражений (точный, быстродействующий и т.д.); название изобретения, относящегося к способу, начинается со слова «Способ..», если изобретение относится к способу и устройству (группа изобретений), то указывается первое и сокращенно второе изобретение («Способ ..... и устройство для его осуществления).

ПРИМЕР:

G01P 21/00, G 01 М 7/00

Устройство для воспроизведения инфранизкочастотных гармонических угловых скоростей и ускорений

[Индексы МКИ указывают, что изобретение относится к разделу «Физика» (G), класс «Измерение» (G 01), подклассы «Проверка статической и динамической балансировки машин; испытания различных конструкций или устройств, не отнесенные к другим классам» (G 01 М) и «Измерение линейной или угловой скорости, ускорения, замедления или силы ударов (толчков); индикация наличия, отсутствия или направления движения» (G 01 Р), группы «Измерение постоянного или медленно меняющегося давления газообразных и жидких веществ или сыпучих материалов с помощью элементов, чувствительных к механическому воздействию или давлению упругой среды» (G 01 М 7/00) и «Испытания и калибровка приборов и устройств, отнесенных к предыдущим группам» (G 01 Р 21/00). Если возможен более точный выбор рубрики изобретения, то указываются подгруппы, а не группы, в этом случае вместо последних цифр 00 ставятся цифры конкретной подгруппы (например, G 01 М 7/02 «Измерение постоянного или медленно меняющегося давления газообразных и жидких веществ или сыпучих материалов с помощью элементов, чувствительных к механическому воздействию или давлению упругой среды с помощью упругодеформируемых элементов»).]

1. Характеристика области техники, к которой относится изобретение, рекомендуется начинать эту часть описания словами «Предлагаемый способ (устройство) относится к ....». Далее указать область техники (укрупнено), например, «Измерительная техника», «Машиностроение», «Приборостроение» и т.д., если объект изобретения может быть отнесен к нескольким областям, то можно указать их все или одну с оговоркой «преимущественно». Далее следует уточнить область применения более точно (естественно, более узко), указав, для каких именно процессов или производства каких изделий может быть применено указанное изобретение. Очень часто эта часть описания изобретения излагается одним предложением.

ПРИМЕР Предлагаемое устройство относится к области измерительной техники и может быть использовано для воспроизведения инфранизкочастотных гармонических угловых скоростей и ускорений при определении частотных характеристик и поверке средств измерений угловых скоростей и ускорений: гиротахометров, угловых акселерометров и т.д.

2. Характеристика уровня техники, к которой относится изобретение

В этой части описания изобретения содержится характеристика и критика аналогов (аналоги - это объекты того же назначения с известными из уровня техники существенными признаками, их должно быть не менее одного) и прототипа (прототип - это наиболее близкий по существенным признакам аналог). Описание и критику аналога обычно начинают словами: «Известен способ (устройство и т.д.)….» и указывают название этого способа (устройства и т.д.). В скобках после этого указывают библиографические данные этого аналога, достаточного для отыскания первоисточника информации о нем. Библиографические данные могут быть помещены в тексте описания, если их много, то они могут быть размещены в конце описания, в этом случае в тексте указывается номер источника в квадратных скобках.

Анализ аналогов и прототипа лучше вести по схеме: «известно - хорошо - однако - следовательно». «Известно» - описать аналог через существенные признаки. «Хорошо» - определить полезные свойства аналога от сочетания существенных признаков. «Однако» - выделяются недостатки аналога и, при возможности, их причины. «Следовательно» - указывается тот из недостатков, который должен быть устранен.

Анализ прототипа начинается словами: «Известен также способ (устройство и т.д.)....., которое принято за прототип». Анализ прототипа ведется по той же схеме, что и анализ аналогов.

Завершать анализ уровня техники следует формулировкой технического результата (цели) заявляемого изобретения, который должен вытекать из недостатка известных решений (аналогов и прототипа). Технический результат изобретения - устранение выявленного недостатка.

ПРИМЕР [Реализуем схему «известно - хорошо - однако - следовательно» для аналога].

Известно устройство для воспроизведения гармонических угловых скоростей и ускорений (см. Агафонов Э.П. и др. «Исследование динамических свойств электромеханической установки воспроизведения угловых колебаний». Труды метрологических институтов СССР, вып. 206 (266), Л., 1977.- С. 74-81), состоящее из электропривода, платформы с поверяемым угловым акселерометром, при этом платформа соединена с валом двигателя и торсионом, жестко закрепленным с основанием. Устройство работает в режиме резонанса, за счет этого достигается уменьшение коэффициента гармоник и повышение точности воспроизведения угловых скоростей и ускорений.

К причинам, препятствующим достижению указанного ниже технического результата при использовании известного устройства, относится низкая точность воспроизводимых угловых скоростей и ускорений в области инфранизких частот. Это связано с необходимостью существенного увеличения момента инерции платформы (в основном за счет увеличения массы подвижных частей) и уменьшения жесткости торсиона. В этом случае может происходить деформация торсиона под действием больших скручивающих моментов, увеличение нагрузки на подшипники и, как следствие, увеличение момента инерции.

[Реализуем схему «известно - хорошо - однако - следовательно» для прототипа].

Известно также устройство для воспроизведения линейных и угловых скоростей и ускорений (см. Синельников А.Е. «Устройство для задания линейных и угловых ускорений». Авт. свид. №344360, БИ 1972, №21), по совокупности существенных признаков наиболее близкое к заявляемому и принятое за прототип. Известное устройство (см. фиг. 1) состоит из платформы 8 с исследуемыми акселерометрами 9 (х - ось чувствительности акселерометра), преобразователя угла поворота 10, интегратора 11, промежуточного преобразователя 12, задатчика частоты колебаний (усилитель-формирователь) 13, счетно-решающего блока 14, вычисляющего амплитуду угловых колебаний α₀ и частоту f, интегрирующего исполнительного механизма 15.

Это устройство работает следующим образом. При повороте платформы 8 на угол α₀ с преобразователя угла поворота 10 поступает сигнал на интегратор 11, а затем через задатчик частоты колебаний 13 на вход интегрирующего исполнительного механизма 15. Уравнение движения платформы 8 относительно оси X имеет следующий вид:

(8)

где , а К - произведение коэффициентов усиления интегратора 11, задатчика частоты колебаний 13, преобразователя угла 10 и интегрирующего механизма 15.

Воспроизводимая угловая скорость описывается выражением

а = а₀ • ω• coscωt, (9)

ω - угловое ускорение.

(10)

где а₀ - угол начальной установки платформы, t - текущее время.

Изменением коэффициента усиления задатчика 13 можно изменить частоту колебания, а изменением а₀ - амплитуду.

К причинам, препятствующим достижению указанного ниже технического результата при использовании известного устройства, относится низкая точность воспроизведения угловых скоростей, обусловленная наличием люфтов, нелинейностей, демпфирующего звена 12, которое вносит некоторое затухание в контур регулирования, следовательно, амплитуда воспроизводимых угловых колебаний уменьшается со временем.

[Формулировка технического результата (цели) заявляемого изобретения, вытекает из недостатка известных решений (аналога и прототипа)].

Технический результат, получаемый при осуществлении изобретения, заключается в повышении точности воспроизведения инфранизкочастотных угловых скоростей и ускорений.

3. Сущность изобретения

Эту часть описания рекомендуется начинать словами: «Сущность предлагаемого способа (устройства) заключается в том, что ....», после чего должны быть показаны все существенные признаки, характеризующие изобретение: вначале известные, а затем, после слов «... в отличие от прототипа...» - все новые признаки. Это должен быть пересказ формулы изобретения. Затем следует показать наличие причинно-следственной связи между совокупностью существенных признаков изобретения и достигнутым техническим результатом. Это значит, что нужно кратко пояснить, какой результат и почему должен получаться из показанной совокупности известных и отличительных от прототипа признаков.

ПРИМЕР

Сущность предлагаемого устройства заключается в том, что устройство для воспроизведения инфранизкочастотных угловых скоростей и ускорений, содержащее платформу с установленными на ней исследуемыми угловыми преобразователями скорости и ускорения, преобразователь угла поворота, усилитель-формирователь и исполнительный механизм, в отличие от прототипа, снабжено гироскопическим двигателем, ось вращения которого находится в плоскости горизонта, корпус гироскопического двигателя непосредственно соединен с платформой, а посредством торсиона соединен с ротором преобразователя угла поворота, выход которого соединен с входом усилителя - формирователя, а выход усилителя - формирователя соединен с управляющей обмоткой исполнительного механизма, ротор которого жестко соединен с корпусом преобразователя угла поворота.

Указанный технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что в заявляемом устройстве прецессионное движение гироскопа происходит под действием горизонтальной составляющей угловой скорости Земли, величина которой практически постоянна для данной широты и определяется по формуле

(11)

где U - угловая скорость вращения Земли; φ - широта места. При этом гироскопический двигатель вместе с жестко связанной платформой совершает незатухающие свободные гармонические колебания около плоскости меридиана. Для уменьшения влияния моментов, вызванных закручиванием торсиона (этот момент может вызвать разворот гироскопического двигателя и жестко связанной с ним платформы относительно оси у), использована система для раскручивания торсиона, состоящая из преобразователя угла поворота и исполнительного механизма.

4. Перечень чертежей и других иллюстративных материалов Эта часть описания изобретения приводится только при наличии в описании иллюстративного материала (чертежей, рисунков и т.д.). Перечень предполагает перечисление прилагаемого иллюстративного материала с их номерами и кратким указанием на то, что изображено на каждой из прилагаемых фигур. Фигурой считается любой из видов, разрезов, сечений, чертежей, а также фотографии, графики, диаграммы и любые другие изображения. Слово «фигура» пишется сокращенно: «фиг.».

ПРИМЕР

На фиг.1 приведена блок-схема устройства для задания линейных и угловых скоростей и ускорений - прототип предлагаемого устройства.

На фиг. 2 приведена схема предлагаемого устройства.

5. Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретения

Этот раздел описания можно разделить на две части.

Первая часть - повторение описания сущности изобретения, но в отличие от предыдущего раздела, без разделения на известные и новые признаки и со ссылками на позиции иллюстративного материала. Эту часть лучше начинать со слов: «Предлагаемое устройство состоит из ....» или «Предлагаемый способ заключается в том, что......». Затем излагаются признаки изобретения в функциональной последовательности. После этого показывается, какой эффект возникает от совокупности признаков и почему (если объект изобретения - устройство, доказательства возможности и причин получения технического эффекта целесообразнее излагать во второй части этого раздела).

При доказательстве причин возникновения технического эффекта поясняется, какие физические (или химические) процессы происходят при осуществлении изобретения, и как они влияют на технический эффект. Если невозможно объяснить причины получения положительного технического эффекта, его наличие должно быть доказано реальными испытаниями изобретения, которые излагаются во второй части этого раздела. Если в объекте изобретения существуют признаки, содержащие пределы количественных значений (например, частотные или амплитудные диапазоны, параметры режима работы и т.д.), то далее объясняются причины выбора этих пределов. Должно быть показано, что за выбранными пределами изобретение будет неэффективно или неработоспособно. Устройство в этой части должно быть описано в статическом состоянии, как бы лежащим на складе.

Во второй части раздела описывается устройство в действии, в динамике или показывается способ его применения. Начинать вторую часть лучше словами:

«Предлагаемое устройство работает следующим образом........» или

«Примером применения предлагаемого способа может служить .....». Далее показываются все признаки изобретения и вновь приводятся все ссылки на позиции иллюстративного материала. В признаках, содержащих количественные величины (частотные или амплитудные диапазоны, параметры режима работы и т.д.), в примерах применения изобретения показываются их конкретные для данного примера значения, а не пределы. При описании примера применения изобретения следует вновь показать, что изобретение обеспечивает технический эффект, и доказать, что может быть применено с помощью известных в технике средств, показать примеры этих средств. В заключение описания на основании этих доказательств можно сделать вывод о том, что изобретение обладает промышленной применимостью.

ПРИМЕР

Предлагаемое устройство для воспроизведения инфранизкочастотных угловых скоростей и ускорений (см. фиг. 2) состоит из гироскопического двигателя 1 (желательно использование гироскопических двигателей с большим кинетическим моментом таких, например, как у морских компасов «Курс-5»), ось вращения которого находится в плоскости горизонта, а корпус жестко связан с платформой 2, где расположены исследуемые преобразователи угловых скоростей и ускорений 3, торсиона 4, один конец которого соединен с корпусом гироскопического двигателя 1, а второй - с ротором преобразователя угла поворота 5, при этом выход последнего соединен через усилитель-формирователь 6 с исполнительным механизмом 7, с помощью которого разворачивается корпус преобразователя угла поворота 5. Оси х, у и z связаны с гироскопическим двигателем 1 и определяют его положение относительно земной системы координат.

Предлагаемое устройство работает следующим образом. После запуска гироскопического двигателя 1 при отклонении его оси вращения х от плоскости меридиана на угол а₀ на него будет действовать угловая скорость вращения Земли относительно всех трех осей х, у и z, при этом только угловая скорость, действующая относительно оси у, будет вызывать разворот относительно оси z гироскопического двигателя 1 и связанной с ним платформы. Уравнение движения будет описываться выражением (8), только в этом случае

(12)

где Н - кинетический момент гироскопического двигателя 1, J - приведенный момент инерции гироскопического двигателя 1 вместе с корпусом преобразователя угла поворота 5.

При повороте гироскопического двигателя 1 и платформы 8 торсион 4 закручивается и разворачивает ротор преобразователя угла поворота 5. Полученный при этом сигнал рассогласования усиливается на усилителе -формирователе 6 и поступает на исполнительный механизм 7, который разворачивает корпус преобразователя угла поворота 5, что не позволяет закручиваться торсиону 4. Угловая скорость и угловое ускорение, воспроизводимое устройством, определяются формулами (9) и (10), откуда видно, что для изменения величин угловых скоростей и ускорений следует изменять или величину начального углового отклонения от плоскости меридиана а₀, или величину кинетического момента Н (например, за счет изменения угловой скорости вращения гироскопического двигателя 1).

Предлагаемое устройство целесообразно использовать для градуировки и поверки высокоточных угловых преобразователей скорости и ускорения.

Существующий лучший образец установки для воспроизведения инфранизкочастотных угловых скоростей и ускорений имеет следующие параметры (см. Леванов С.Ф. Установка для воспроизведения угловых ускорений в диапазоне частот 0,05 Гц - 0,6 Гц. Труды метрологических институтов СССР, вып. 206 (266), Л., 1977.- С. 89-92) :

диапазон частот, Гц - 0,05 - 0,6;

амплитуда угловых колебаний, рад - 10^-3;

диапазон амплитуд угловых ускорений, рад/с² - (0,09 - 16) 10^-3.

По экспериментальным данным неточность этого устройства 3-5%.

Теоретический анализ показал, что амплитудный диапазон воспроизводимых с помощью предлагаемого устройства гармонических угловых скоростей находится в пределах (5.10^-2 - 5) рад/с, угловых ускорений -в пределах (10^-5 - 10^-2) рад/с², а частотный диапазон - (10^-5 - 10^-2) Гц при относительной неточности, не превышающей 0,5%.

Таким образом, видно, что приведенные выше сведения подтверждают возможность осуществления заявляемого устройства, достижения указанного технического результата и решения поставленной задачи.

Формула изобретения

Формула изобретения - это краткое словесное изложение признаков изобретения, определяющих объем изобретения, т.е. конкретная письменная редакция предмета изобретения. Предмет изобретения - это объект изобретения в виде устройства, способа или вещества, охарактеризованный в формуле изобретения. Объем прав патентообладателя определяется формулой изобретения. Поэтому основное значение формулы изобретения - правовое. Оно определяет объем патентных притязаний и тем самым границы возможного использования изобретения. При установлении факта использования изобретения учитывается его формула.

Формула изобретения имеет решающее значение и при оценке патентоспособности изобретения, так как экспертиза по существу проводится в объеме формулы изобретения, представляемой заявителем. Формула изобретения имеет и информационно-техническое значение, так как она публикуется раньше полного описания и содержит сведения о созданном техническом объекте.

Общие основные требования к написанию формулы изобретения:

должна излагаться в виде одного предложения, части которого должны отделяться друг от друга запятыми, но не точками и не точками с запятыми;

так как объем прав патентообладателя определяется признаками изобретения, которые перечислены в формуле изобретения, то необходимо указать минимально необходимое количество этих существенных признаков;

признаки, указанные в формуле изобретения, не должны допускать произвольных противоречивых толкований; термины должны быть ёмкими, но определенными и точными;

не должно быть альтернативных признаков (например, «элемент А может быть выполнен из металла или дерева», так как металл и дерево далеко не всегда могут быть техническими эквивалентами);

под формулой изобретения ставится подпись заявителя и дата. Для удобства анализа формула изобретения делится на две части: ограничительную и отличительную часть, отделяющуюся от ограничительной словом «отличающееся» (-ийся, -щаяся). Ограничительная часть содержит:

название изобретения, дословно повторяющее название изобретения, указанное в заявлении и описании изобретения;

перечисление известных (ограничительных) признаков, общих для прототипа и объекта изобретения или сходных с признаками объекта изобретения.

Отличительная часть содержит перечисление новых, отличительных признаков, отличающих предмет изобретения от сходных с ним предметов.

ПРИМЕР

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

Устройство для воспроизведения инфранизкочастотных гармонических угловых скоростей и ускорений, включающее в себя платформу с установленными на ней исследуемыми угловыми преобразователями скорости и ускорения, преобразователь угла поворота, усилитель-формирователь и исполнительный механизм, ОТЛИЧАЮЩЕЕСЯ тем, что с целью повышения точности воспроизведения, оно снабжено гироскопическим двигателем, ось вращения которого находится в плоскости горизонта, корпус гироскопического двигателя непосредственно соединен с платформой, при этом посредством торсиона он соединен с ротором преобразователя угла поворота, выход которого соединен с входом усилителя - формирователя, а выход усилителя - формирователя соединен с управляющей обмоткой исполнительного механизма, ротор которого жестко соединен с корпусом преобразователя угла поворота.

Подпись, дата.

Студентам выдается раздаточный материал (описание двух приборов с принципом действия) согласно варианту. Одно из устройств студентом выбирается за изобретение, второе за прототип, и составляется заявка на изобретение согласно приведенному примеру.