发明创造名称：一种基于变磁阻原理的直线位移传感器
外观设计名称：
决定号：191138
决定日：2019-09-24
委内编号：1F264166
优先权日：
申请（专利）号：201510706260.5
申请日：2015-10-23
复审请求人：江门职业技术学院
无效请求人：
授权公告日：
审定公告日：
专利权人：
主审员：张宇
合议组组长：徐丹
参审员：宋艳杰
国际分类号：G01B7/02
外观设计分类号：
法律依据：专利法第22条第3款
决定要点
：如果一项权利要求所限定的技术方案与本领域最接近的现有技术的区别特征属于本领域的常规技术手段，则该权利要求所限定的技术方案不具有突出的实质性特点和显著的进步，不符合专利法第22条第3款有关创造性的规定。
全文：
本复审请求涉及申请号为201510706260.5，名称为“一种基于变磁阻原理的直线位移传感器”的发明专利申请（下称本申请），本申请的申请日为2015年10月23日，公开日为2016年01月06日，申请人为江门职业技术学院。
经实质审查，国家知识产权局原审查部门于2018年09月03日发出驳回决定，驳回了本申请，其理由是：权利要求第1-7项不具备专利法第22条第3款规定的创造性。驳回决定中涉及如下2篇对比文件：
对比文件1：CN202043016U，公告日为2011年11月16日；
对比文件2：CN101144495A，公开日为2008年03月19日。
驳回决定所依据的文本为申请人申请日2015年10月23日提交的说明书摘要、说明书第1-21段、摘要附图、说明书附图图1；以及于2017年11月27日提交的权利要求第1-7项 。
驳回决定所针对的权利要求书如下：
“1. 一种基于变磁阻原理的直线位移传感器，包括初级组件和次级组件，其特征在于：所述初级组件包括初级铁心(1)和绕组(13)，所述初级铁心(1)上排列有若干个齿柱(11)，所述绕组(13)通过绝缘件(12)安装在齿柱(11)上，所述绕组(13)包括激磁绕组和信号输出绕组，所述激磁绕组均匀分布在齿柱(11)上，所述信号输出绕组的匝数依据极对数及齿柱(11)个数并按正弦规律布置在齿柱(11)上，所述次级组件为次级铁心(2)，所述次级铁心(2)上设有与齿柱(11)相对应的齿槽，齿槽由间隔分布的凸起(21)和凹槽(22)组成，所述初级铁心(1)的长度小于次级铁心(2)的长度且初级铁心(1)与次级铁心(2)之间隔开形成一气隙(3)，所述初级铁心(1)对应的次级铁心(2)上凸起的数目为直线位移传感器的极对数和初级铁心(1)的极对数。
2. 根据权利要求1所述的一种基于变磁阻原理的直线位移传感器,其特征在于:所述齿柱(11)沿初级铁心(1)等间隔分布，所述齿柱(11)的个数设置为大于或等于4个。
3. 根据权利要求1所述的一种基于变磁阻原理的直线位移传感器,其特征在于:所述绝缘件(12)为绝缘骨架或由绝缘材料做成的套件。
4. 根据权利要求1所述的一种基于变磁阻原理的直线位移传感器,其特征在于:所述凸起(21)与/或凹槽(22)的轮廓线为圆弧形。
5. 根据权利要求1所述的一种基于变磁阻原理的直线位移传感器,其特征在于:所述信号输出绕组为余弦信号输出绕组和正弦信号输出绕组。
6. 根据权利要求1-5任一所述的一种基于变磁阻原理的直线位移传感器,其特征在于:所述齿柱(11)之间的槽形为矩形、梨形或梯形。
7. 根据权利要求1所述的一种基于变磁阻原理的直线位移传感器,其特征在于:所述气隙(3)的最小宽度范围为0.1-2mm之间。”
驳回决定认为，本申请权利要求1-7不具备专利法第22条第3款规定的创造性。其中，独立权利要求1的技术方案与对比文件1的区别在于：权利要求1请求保护一种直线位移传感器，且所述初级铁心的长度小于次级铁心的长度。对比文件2已经公开了在永磁体20和活塞杆10之间设置有磁传感器30和40，它们在此构成磁阻传感器芯片，而且对比文件2同样公开了传感器与凹槽结构之间距离变化，导致测量到的磁场强度大小变化，可见对比文件2就是采用磁阻传感器测量磁阻的变化，也就是基于变磁阻原理测量直线位移。对比文件2还公开了传感器输出的信号为正、余弦信号，并基于正、余弦信号的变化规律（周期变化）确定位移。权利要求1相对于对比文件1和对比文件2的结合不具备创造性。从属权利要求2-7的附加技术特征或被对比文件1公开，或为本领域技术人员的惯用技术手段，因而，权利要求2-7也不具备创造性。
申请人江门职业技术学院（下称复审请求人）对上述驳回决定不服,于2018年10月29日向国家知识产权局提出了复审请求，未对申请文件进行修改，仅提交了意见陈述。
复审请求人认为：（1）本申请适用于检测直线位移，初级组件和次级组件结构均为直线型，两端磁路是不对称、不闭合的，对比文件1目的在于检测角位移，其结构是闭合的；（2）本申请次级铁心上设有与齿柱相对应的齿槽，齿槽由间隔分布的凸起和凹槽组成，由此可知，齿槽数量与齿柱数量对应，每一个凸起或凹槽对应一个齿柱，而对比文件1是一个圆弧面对应四个矩形齿，相较而言，本申请即使发生微小的位移，也能够发生较为明显的气隙尺寸改变，灵敏度较高；（3）本申请初级铁心的长度小于次级铁心的长度，增大传感器的位移测量范围，扩大使用范围。
经形式审查合格，国家知识产权局于2018年11月02日依法受理了该复审请求，并将其转送至原审查部门进行前置审查。
原审查部门在前置审查意见书中以权利要求第1-7项仍然不具备创造性为由坚持原驳回决定。
随后，国家知识产权局依法成立合议组对本案进行审理。
合议组于2019 年06 月12 日向复审请求人发出复审通知书，指出：本申请权利要求1的技术方案与对比文件1的区别技术特征在于：（1）权利要求1请求保护的是变磁阻直线位移传感器，初级铁心的长度小于次级铁心的长度，而对比文件1公开的是一种外转子磁阻式角位传感器，外转子铁心的长度大于内定子铁心的长度；（2）初级铁心对应的次级铁心上凸起的数目为直线位移传感器的极对数和初级铁心的极对数。然而区别技术特征（1）是容易想到的，区别技术特征（2）为本领域技术人员通过有限的试验即可得到的。因此，权利要求1相对于对比文件1和公知常识的结合不具备创造性 。从属权利要求2-7的附加技术特征或被对比文件1公开，或为本领域技术人员的常规技术手段，因而，权利要求2-7也不具备创造性。
复审请求人于2019 年07 月09 日提交了意见陈述书和经过修改的权利要求书。其中，将权利要求2和7的附加技术特征补入权利要求1中，并根据说明书附图将 “初级组件和次级组件均为直线型，且初级组件位于次级组件上方”技术特征补入权利要求1中。
修改后的权利要求书具体内容如下：
“1. 一种基于变磁阻原理的直线位移传感器，包括初级组件和次级组件，其特征在于：所述初级组件包括初级铁心(1)和绕组(13)，所述初级铁心(1)上排列有若干个齿柱(11)，所述绕组(13)通过绝缘件(12)安装在齿柱(11)上，所述绕组(13)包括激磁绕组和信号输出绕组，所述激磁绕组均匀分布在齿柱(11)上，所述信号输出绕组的匝数依据极对数及齿柱(11)个数并按正弦规律布置在齿柱(11)上；所述次级组件为次级铁心(2)，所述次级铁心(2)上设有与齿柱(11)相对应的齿槽，齿槽由间隔分布的凸起(21)和凹槽(22)组成，所述初级铁心(1)的长度小于次级铁心(2)的长度且初级铁心(1)与次级铁心(2)之间隔开形成一气隙(3)，所述初级铁心(1)对应的次级铁心(2)上凸起的数目为直线位移传感器的极对数和初级铁心(1)的极对数；
所述初级组件和次级组件均为直线型，且初级组件位于次级组件的上方；
所述齿柱(11)沿初级铁心(1)等间隔分布，所述齿柱(11)的个数设置为大于或等于4个；
所述气隙(3)的最小宽度范围为0.1-2mm之间。
2. 根据权利要求1所述的一种基于变磁阻原理的直线位移传感器,其特征在于:所述绝缘件(12)为绝缘骨架或由绝缘材料做成的套件。
3. 根据权利要求1所述的一种基于变磁阻原理的直线位移传感器,其特征在于:所述凸起(21)与/或凹槽(22)的轮廓线为圆弧形。
4. 根据权利要求1所述的一种基于变磁阻原理的直线位移传感器,其特征在于:所述信号输出绕组为余弦信号输出绕组和正弦信号输出绕组。
5. 根据权利要求1-4任一所述的一种基于变磁阻原理的直线位移传感器,其特征在于:所述齿柱(11)之间的槽形为矩形、梨形或梯形。”
复审请求人认为：（1）对比文件1为内定子和外转子为环状，且测量角位移本申请是直线位移测量，角位移不是矢量，不带有方向性。对比文件1中的矩形齿位于内定子上，在进行角位移测量时是固定的，本申请的齿柱位移初级铁心上，测量时会移动。（2）对比文件1中的外转子磁阻式角位移传感器的矩形齿的数量只能是偶数，而本申请的齿柱的数量只要大于等于4即可。（3）本申请次级铁心比初级长度长，是基于测量位移范围更广而设置的，对比文件1外转子周长大于内定子周长是基于其结构设定的。（4）本申请气隙宽度范围是基于变磁阻原理设定的，对比文件1是根据产品具体尺寸设置的。
在上述程序的基础上，合议组认为本案事实已经清楚，可以作出审查决定。
二、决定的理由
关于审查文本
在复审程序中，复审请求人于2019年07月09日提交了权利要求书全文修改替换页，经审查，其中所作修改符合专利法第33条和专利法实施细则第61条第1款的规定。本复审决定以复审请求人于申请日2015年10月23日提交的说明书第1-21 段、说明书附图图1、说明书摘要、摘要附图，以及于2019年07月09日提交的权利要求第1-5项为基础作出。
关于专利法第22条第3款
专利法第22条第3款规定：创造性，是指与现有技术相比，该发明具有突出的实质性特点和显著的进步，该实用新型具有实质性特点和进步。
如果一项权利要求所限定的技术方案与本领域最接近的现有技术的区别特征属于本领域的常规技术手段，则该权利要求所限定的技术方案不具有突出的实质性特点和显著的进步，不符合专利法第22条第3款有关创造性的规定。
权利要求1请求保护一种基于变磁阻原理的直线位移传感器，对比文件1公开了一种用于外转子式伺服电机转子位置检测的外转子磁阻式角位传感器，并具体公开了以下内容（参见说明书第0003,0010-0014段，附图1）：一种外转子磁阻式角位传感器，包括内定子1和外转子3，内定子1和外转子3之间存在气隙2，内定子1中设置有内定子铁心4，内定子1外部具有线圈骨架5，线圈骨架5上分别安装有激磁绕组6，内定子铁心4外圆周上分布有若干个矩形齿9，线圈骨架5套装在矩形齿9上，矩形齿9的个数是外转子4极对数P的四倍，外转子3外轮廓为圆形，内孔为偏心圆或者为分布均匀的花瓣形圆弧面，花瓣形圆弧面凸起处相当于齿、凹陷处相当于槽，内孔为分布均匀的花瓣形圆弧面时极对数P等于花瓣形圆弧面凸起数。
通过比较可知，对比文件1中的外转子磁阻式角位移传感器对应于本申请权利要求1中的基于变磁阻原理的传感器；对比文件1中的内定子1和外转子3相当于本申请权利要求1中的初级组件和次级组件；对比文件1中公开了内定子1中设置有内定子铁心4和激磁绕组6，相当于公开了本申请权利要求1中的初级组件包括初级铁心和绕组；对比文件1中公开了内定子铁心4外圆周上分布有多个矩形齿9，线圈骨架上安装有激磁绕组，线圈骨架5套装在矩形齿9上，其中若使激磁绕组正常发挥作用，可以毫无意义地确定线圈骨架是绝缘的，相当于公开了本申请权利要求1中的“初级铁心上排列有若干个齿柱，绕组通过绝缘件安装在齿柱上”；对比文件1中的线圈骨架上分别安装有激磁绕组6，激磁绕组下方安装有余弦输出绕组或正弦输出绕组，激磁绕组绕制在每一个线圈骨架5上，内定子铁心齿数为4P，其中2P个齿上绕制余弦输出绕组，剩下2P个齿上绕制正弦输出绕组，同时正、余弦输出绕组应一一间隔开来，每个齿上正弦绕组匝数及余弦绕组匝数相等，相当于公开了本申请权利要求1中的“齿柱(11)沿初级铁心(1)等间隔分布，所述齿柱(11)的个数设置为大于或等于4个，绕组(13)包括激磁绕组和信号输出绕组，所述激磁绕组均匀分布在齿柱(11)上，所述信号输出绕组的匝数依据极对数及齿柱(11)个数并按正弦规律布置在齿柱(11)上”；对比文件1中公开了外转子外轮廓内孔为花瓣形圆弧面，花瓣形圆弧面凸起处相当于齿、凹陷处相当于槽，结合对比文件1的附图1可知，齿和槽与内定子铁心上的矩形齿相对应，且齿和槽间隔分布，同时，由外转子磁阻式角位移传感器的工作原理可知，外转子必定为外转子铁心，这相当于公开了本申请权利要求1中的“次级组件为次级铁心，次级铁心上设有与齿柱相对应的齿槽，齿槽由间隔分布的凸起和凹槽组成”；对比文件1中公开了内定子1和外转子3之间存在气隙2，气隙2的取值范围根据产品具体尺寸在0.2mm-0.6mm，相当于公开了本申请权利要求1中的“初级铁心与次级铁心之间隔开形成一气隙，气隙的最小宽度范围为0.1-2mm之间”；对比文件1中公开了外转子的内孔为分布均匀的花瓣形圆弧面时极对数P等于花瓣形圆弧面凸起数，对应于本申请权利要求1中的“次级铁心上的凸起的数目为直线位移传感器的极对数”。
因此，本申请权利要求1的技术方案与对比文件1的区别技术特征在于：（1）权利要求1请求保护的是变磁阻直线位移传感器，初级组件和次级组件均为直线型，初级组件位于次级组件的上方，初级铁心的长度小于次级铁心的长度，而对比文件1公开的是一种外转子磁阻式角位传感器，外转子铁心的长度大于内定子铁心的长度；（2）初级铁心对应的次级铁心上凸起的数目为直线位移传感器的极对数和初级铁心的极对数。
基于以上区别技术特征可以确定，本申请权利要求1相对于对比文件1实际解决的技术问题是：（1）如何实现对直线位移的测量；（2）如何降低通过信号处理来获得直线位移结果的难度。
对于上述区别技术特征（1），首先，本领域技术人员公知的是，电机的类型通常包括旋转电机和直线电机，外转子式伺服电机属于旋转电机，对其存在进行转子位置即角位移进行检测的普遍需求，而相应地，对直线电机而言，则存在检测直线位移的普遍需求；
其次，对比文件1的角位移测量是通过外转子在激磁绕组产生的电磁场中运动，进而使输出绕组的输出产生周期性的变化来实现的，即均是通过变磁阻的原理来进行位置的变化检测，对于本领域技术人员而言，角位移和直线位移都是反映物体的移动量，具有一定的共性，这使得角位移和直线位移的测量都适应于同样的电磁测量原理，在此基础上，为了实现直线位移检测，本领域技术人员容易想到基于同样的测量原理来进行直线位移的测量，也就是说，本领域技术人员容易想到将旋转电机的定子和转子设置未直线型同时形成以直线形式相对运动的次级铁心和初级铁心，初级铁心位于次级铁心之上，并基于激磁绕组和输出绕组来测量次级铁心相对于初级铁心的直线位移；
第三，无论是对比文件1中的角位传感器还是本申请权利要求1中的直线位移传感器，均是通过检测初级组件和次级组件相对运动而产生的电磁信号的变化而获得位移值，对比文件1中的外转子在角位移过程中始终处于定子铁心上的激磁绕组所形成的磁场中，在此基础上，为了实现直线位移的测量，本领域技术人员容易想到根据所需要测量的位移范围，使处于移动状态的初级铁心同样始终位于次级铁心上的范围内，即容易想到使初级铁心的长度小于次级铁心的长度，这不需要付出创造性劳动；
对于上述区别技术特征（2），在对比文件1中公开了内定子上矩形齿9的个数是外转子4极对数P的四倍，其作用在于使外转子和内定子产生相对位移时所产生的电磁信号更强，以获得更加精准的角位移结果，从而给出了对初级铁心和次级铁心的对应部分的极对数数量关系进行配置的启示，在此基础上，为了使相对位移产生的电磁信号更强以获得精确的测量结果，在对比文件1所公开的上述内容的启示下，本领域技术人员有动机对初级铁心和次级铁心对应部分的极对数的数量关系进行调整，并通过有限次的试验得出在直线型结构下方便信号处理的初级铁心和次级铁心对应部分的极对数数量关系，以获得更精准的直线位移结果，即是说，上述区别技术特征（3）是在对比文件1的基础上无需创造性劳动即可获得的。
由此可见，在对比文件1的基础上结合本领域公知常识得到权利要求1的技术方案，对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，权利要求1的技术方案不具备突出的实质性特点和显著的进步，即不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
对于复审请求人的意见陈述，合议组认为： （1）参见上述评述，对比文件1尽管公开的是测量角位移，然而，角位移和直线位移都是反映物体的移动量，且角位移和直线位移的测量都适应于同样的电磁测量原理，且角位移同样是带有方向性的。本申请权利要求中并未限定是初级铁心移动、次级铁心固定还是初级铁心固定、次级铁心移动，即使对此进行限定，由于其测量原理是两者相对移动而产生气隙的变化而进行测量，本领域技术人员可以根据实际测量需要而选择一个移动，另一个固定而实现相对移动产生气隙变化。（2）对于矩形齿的数量，对比文件1已经公开了利用初级组件以及次级组件，通过其气隙的变化导致的变磁阻原理测量位移变化的发明构思，在此基础上，本领域技术人员可以根据当测量直线位移时，根据测量灵敏度的需要而设置齿槽和齿柱的数量对应关系。（3）由于测量位移时，是初级或次级组件的其中之一在移动，对于本领域技术人员而言，在直线位移时，为了保证测量过程中气隙能够持续发生变化，使移动部件保持在测量范围内，将移动的部件即本申请的初级铁心的长度设置为小于次级铁心的长度，是本领域技术人员容易想到的，不需要付出创造性的劳动。（4）对比文件1公开的同样是磁阻原理测量，其同样是利用了气隙的变化，并且其公开的气隙范围落在了本申请权利要求1要求保护的范围。
因此，复审请求人的意见不成立。
权利要求2引用了权利要求1，其附加技术特征为“所述绝缘件（12）为绝缘骨架或由绝缘材料做成的套件”。对比文件1中公开了线圈骨架，相当于公开了所述绝缘件为绝缘骨架，而为了安装方便，将其设置为套件属于本领域的常规技术手段，是容易想到的。因此，在其引用的权利要求不具备创造性的情形下，权利要求2也不具备创造性，不符合专利法第22条第3款的规定。
权利要求3引用了权利要求1，其附加技术特征为“所述凸起（21）与/或凹槽（22）的轮廓线为圆弧形”。对比文件1中公开了花瓣型圆弧面凸起处相当于齿、凹陷处相当于槽，相当于公开了权利要求3的上述附加技术特征。因此，在其引用的权利要求不具备创造性的情形下，权利要求3也不具备创造性，不符合专利法第22条第3款的规定。
权利要求4引用了权利要求1，其附加技术特征为“所述信号输出绕组为余弦信号输出绕组和正弦信号输出绕组”。对比文件1的附图1中公开了激磁绕组包括余弦输出绕组7和正弦输出绕组8，相当于公开了权利要求4的上述附加技术特征。因此，在其引用的权利要求不具备创造性的情形下，权利要求4也不具备创造性，不符合专利法第22条第3款的规定。
权利要求5引用了权利要求1-4任一项，其附加技术特征为“所述齿柱（11）之间的槽形为矩形、梨形或梯形”。而根据初级铁心的形状而适应性的将槽形设置为矩形、梨形或梯形属于本领域的常规选择。因此，在其引用的权利要求不具备创造性的情形下，权利要求5也不具备创造性，不符合专利法第22条第3款的规定。
根据上述事实和理由，本案合议组依法作出以下审查决定。
三、决定
维持国家知识产权局于2018 年09 月03 日对本申请作出的驳回决定。
如对本复审请求审查决定不服,根据专利法第41条第2款的规定,请求人自收到本决定之日起三个月内向北京知识产权法院起诉。
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