发明创造名称：全柔性摩擦纳米发电机、发电机组、能量鞋和运动传感器
外观设计名称：
决定号：201155
决定日：2020-01-17
委内编号：1F274254
优先权日：
申请（专利）号：201710058311.7
申请日：2017-01-23
复审请求人：北京纳米能源与系统研究所
无效请求人：
授权公告日：
审定公告日：
专利权人：
主审员：武瑛
合议组组长：郑丽芬
参审员：吴丽丽
国际分类号：H02N1/04,B32B25/08,B32B3/28
外观设计分类号：
法律依据：专利法第22条第3款
决定要点
：如果一项权利要求请求保护的技术方案与作为最接近现有技术的对比文件相比，虽然存在区别技术特征，但该区别技术特征可以由本领域技术人员在另一对比文件的基础上结合本领域的公知常识获得，则该权利要求请求保护的技术方案对本领域技术人员来说是显而易见的，不具备创造性。
全文：
本复审请求涉及申请号为201710058311.7，名称为“全柔性摩擦纳米发电机、发电机组、能量鞋和运动传感器”的发明专利申请（下称本申请）。本申请的申请人为北京纳米能源与系统研究所，申请日为2017年01月23日，公开日为2017年05月03日。
经实质审查，国家知识产权局实质审查部门于2018年11月02日发出驳回决定，以权利要求1-15不具备专利法第22条第3款规定的创造性为由，驳回了本申请。驳回决定所依据的文本为：申请日2017年01月23日提交的说明书摘要、说明书第1-9页、说明书附图第1-2页、摘要附图；2018年05月11日提交的权利要求第1-15项。驳回决定所针对的权利要求书内容如下：
“1. 一种全柔性摩擦纳米发电机，其特征在于，包括层叠设置的第一摩擦部件、波浪形导电部件和第二摩擦部件，均为可变形的柔性部件，其中，
所述第一摩擦部件包括柔性可拉伸的第一摩擦层和第一电极层；
所述第二摩擦部件包括柔性可拉伸的第二摩擦层和第二电极层；
所述柔性的波浪形导电部件向上凸出部分的顶部与所述第一摩擦层接触并固定设置，向下凸出部分的底部与所述第二摩擦层接触并固定设置。
2. 根据权利要求1所述的发电机，其特征在于，所述第一电极层和第二电极层为可弹性拉伸变形的柔性导电层材料。
3. 根据权利要求1或2所述的发电机，其特征在于，所述波浪形导电部件整体为波浪状的可弹性拉伸变形的柔性导电层材料；
或者，所述波浪形导电部件采用层叠结构：在柔性材料的波浪形支撑层的上下表面各设置第一波浪形电极层和第二波浪形电极层。
4. 根据权利要求3所述的发电机，其特征在于，所述第一波浪形电极层和第二波浪形电极层为可弹性拉伸变形的柔性导电层材料；所述波浪形支撑层采用可拉升的弹性绝缘材料。
5. 根据权利要求2所述的发电机，其特征在于，所述可弹性拉伸变形的柔性导电层材料为在绝缘材料中混合导电微米/纳米结构材料形成的可拉伸材料。
6. 根据权利要求5所述的发电机，其特征在于，所述绝缘材料为硅橡胶或未硫化的橡胶；
和/或，所述导电微米/纳米结构材料为碳基导电材料或金属纳米颗粒。
7. 根据权利要求1、2、5和6任一项中所述的发电机，其特征在于，所述第一摩擦层和第二摩擦层的材料为聚合物材料。
8. 根据权利要求1、2、5和6任一项中所述的发电机，其特征在于，所述第一摩擦层和第二摩擦层的材料采用可拉升的弹性绝缘材料。
9. 根据权利要求4所述的发电机，其特征在于，所述弹性绝缘材料为聚合物材料。
10. 根据权利要求5或6所述的发电机，其特征在于，所述第一波浪形电极层和第二波浪形电极层的厚度范围为0.01mm-10mm。
11. 根据权利要求1、2、5和6任一项中所述的发电机，其特征在于，所述第一电极层和第二电极层的厚度范围为0.01mm-10mm；
第一摩擦层和第二摩擦层的厚度范围为0.01mm-10mm。
12. 根据权利要求1、2、5和6任一项中所述的发电机，其特征在于，所述波浪形导电部件为周期性的波浪形结构；
优选的，周期长度的范围为5-20mm，波浪形导电部件的高度范围为1-8mm。
13. 一种全柔性摩擦纳米发电机组，其特征在于，包括层叠设置的多个如权利要求1-12任一项所述的摩擦纳米发电机，相邻的所述发电机共用电极层。
14. 一种能量鞋，其特征在于，包括权利要求1-12任一项所述的摩擦纳米发电机，或者包括权利要求13所述的摩擦纳米发电机组。
15. 一种运动传感器，其特征在于，包括权利要求1-12任一项所述的摩擦纳米发电机，所述摩擦纳米发电机贴附在运动部位；
或者，包括权利要求13所述的摩擦纳米发电机组，所述摩擦纳米发电机组贴附在运动部位。”
驳回决定中引用的对比文件如下：
对比文件1：CN205304644U，公告日为：2016年06月08日；
对比文件2：CN104980059A，公开日为：2015年10月14日。
驳回决定指出：权利要求1与对比文件1的区别技术特征为：（1）为全柔性结构，其第一摩擦部件和第二摩擦部件为可变形的柔性部件；（2）柔性的波浪形导电部件向上凸出部分的顶部与所述第一摩擦层接触并固定设置，向下凸出部分的底部与所述第二摩擦层接触并固定设置。区别技术特征（1）可以由对比文件2结合本领域的公知常识获得。区别技术特征（2）可以由对比文件1结合本领域的公知常识获得。因此，权利要求1不具备专利法第22条第3款规定的创造性。从属权利要求2-12的附加技术特征或者属于本领域公知常识，或者由对比文件1或对比文件2结合本领域的公知常识获得，或者被对比文件1公开，因此，权利要求2-12也不具备专利法第22条第3款规定的创造性。权利要求13请求保护一种全柔性摩擦纳米发电机组，引用权利要求1-12中任一项，权利要求14请求保护一种能量鞋，权利要求15请求保护一种运动传感器，均引用权利要求1-12中任一项或权利要求13，权利要求13-15均可以由对比文件1结合对比文件2和本领域的公知常识获得，因此，权利要求13-15也不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
申请人（下称复审请求人）对上述驳回决定不服，于2019年02月18日向国家知识产权局提出了复审请求，并未提交修改文件。复审请求人认为：对比文件2并没有公开将波浪形导电结构与摩擦层相接触的部件固定，也没有给出技术启示。本申请通过将波浪形导电部件向上凸出部分的顶部或向下凸出部分的底部与摩擦层接触并固定设置，在局部受到挤压或拉伸等作用力时，第一摩擦部件和第二摩擦部件的局部可拉伸变形与波浪形导电部件的表面接触，高效的将机械能转变为电能。本申请需要应用于运动鞋等运动部位，把整块摩擦层分解成小区域，可提高表面摩擦电荷密度，防止在外力作用下发生结构变化，保证结构稳定。
经形式审查合格，国家知识产权局于2019年02月25日依法受理了该复审请求，并将其转送至实质审查部门进行前置审查。
实质审查部门在前置审查意见书中坚持驳回决定。
随后，国家知识产权局成立合议组对本案进行审理。
合议组于2019年06月13日向复审请求人发出复审通知书，指出：权利要求1-15不具备专利法第22条第3款规定的创造性。具体理由为：权利要求1与对比文件1相比，区别技术特征在于：第一摩擦部件、第二摩擦部件均为可变形的柔性部件，第一摩擦层和第一电极层、第二摩擦层和第二电极层均为柔性可拉伸；柔性波浪形导电部件向上凸出部分的顶部与第一摩擦层接触并固定设置，向下凸出部分的底部与第二摩擦层接触并固定设置。对比文件2给出了摩擦部件采用柔性结构的技术启示，上述区别技术特征是本领域技术人员在对比文件2的基础上容易想到的。在对比文件1的基础上结合对比文件2和本领域的公知常识得出权利要求1请求保护的技术方案是显而易见的，权利要求1不具备创造性。从属权利要求2-12的附加技术特征或者由对比文件1或对比文件2结合本领域的公知常识获得，或者被对比文件1公开，或者由对比文件1结合对比文件2获得，或者属于本领域的公知常识，权利要求2-12不具备创造性。权利要求13请求保护一种全柔性摩擦纳米发电机组，引用权利要求1-12中任一项，权利要求14请求保护一种能量鞋，引用权利要求1-12中任一项，或引用权利要求13，权利要求15请求保护一种运动传感器，在其引用的权利要求不具备创造性的情况下，权利要求13-15均不具备创造性。针对复审请求人的意见陈述，合议组认为：对比文件2公开了将第一部件和第三部件的相对位置进行固定，从而保证输出稳定。在实际应用中，本领域技术人员可以根据应用需要调整固定部位，当受到外界作用力方向不同时，波浪形导电部件很容易移动，甚至导致结构变化，采用对波浪形结构分段固定的方式可以更好的保证发电机结构整体稳定，从而保证输出稳定。本申请波浪形导电部件为向上凸出部分的顶部和向下凸出部分的底部分别与摩擦层接触的周期性结构，将顶部和底部分别与摩擦层接触并固定设置，能有效地保证波浪形导电部件结构稳定，在受到挤压或拉伸等作用力时，可以充分的吸收机械能，将其转变为电能。在运动鞋中使用摩擦纳米发电机是本领域的惯用技术手段，运动鞋受力是多方位的，同样，可以把整块摩擦层分解成小区域，提高表面摩擦电荷密度，保证结构稳定。
复审请求人于2019年07月22日提交了意见陈述书，未提交修改文件。复审请求人认为：对比文件2未提到多方位多情况的力的作用，本领域技术人员不能从对比文件2获得将第二部件与第一部件和第三部件分段式固定的相关启示。在运动鞋中使用摩擦纳米发电机并非本领域惯用技术手段。本申请采用分段固定方式可提高表面摩擦电荷密度，保证结构稳定。
在上述程序的基础上，合议组认为本案事实已经清楚，可以依法作出审查决定。
决定的理由
1、审查文本的认定
复审请求人提出复审请求和答复复审通知书时均未提交修改文件。因此，本复审请求审查决定所依据的文本与驳回决定针对的文本相同，即：申请日2017年01月23日提交的说明书第1-9页、说明书附图第1-2页、说明书摘要、摘要附图和2018年05月11日提交的权利要求第1-15项。
2、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。
如果一项权利要求请求保护的技术方案与作为最接近现有技术的对比文件相比，虽然存在区别技术特征，但该区别技术特征可以由本领域技术人员在另一对比文件的基础上结合本领域的公知常识获得，则该权利要求请求保护的技术方案对本领域技术人员来说是显而易见的，不具备创造性。
权利要求1-15不具备专利法第22条第3款规定的创造性，具体理由如下：
本复审请求审查决定引用的对比文件与驳回决定和复审通知书中引用的对比文件相同，即：
对比文件1：CN205304644U，公告日为2016年06月08日；
对比文件2：CN104980059A，公开日为2015年10月14日。
2.1权利要求1请求保护一种全柔性摩擦纳米发电机，对比文件1公开了一种波浪形摩擦纳米发电机（参见说明书第[0026]-[0035]段，附图1-2），包括多个波浪形摩擦纳米发电机单元1（相当于本申请的纳米发电机），每个波浪形摩擦纳米发电机单元1包括依次层叠的第一摩擦感应电极层11、第一摩擦材料层12、第一摩擦电极层21、支撑层22、第二摩擦电极层23、第二摩擦材料层31和第二摩擦感应电极层32，第一摩擦电极层21、支撑层22和第二摩擦电极层23构成了波浪形结构(相当于本申请的波浪形导电部件)，支撑层22由柔韧材料形成，可以确定波浪形结构为可变形柔性部件；第一摩擦感应电极层11（相当于第一电极层）、第一摩擦材料层12（相当于第一摩擦层）构成第一摩擦部件，第二摩擦材料层31（相当于第二摩擦层）和第二摩擦感应电极层32（相当于第二电极层）构成第二摩擦部件，当该波浪形摩擦纳米发电机受到外界机械刺激时，各个波浪形摩擦纳米发电机单元1中的波浪形结构同时发生形变，使得第一摩擦材料层12和第二摩擦材料层31分别与相邻的第一摩擦电极层21和第二摩擦电极层23发生接触，从而导致电子的分离与转移，从而形成电荷的定向移动，并输出电能。权利要求1的技术方案和对比文件1的区别技术特征在于：第一摩擦部件、第二摩擦部件均为可变形的柔性部件，第一摩擦层和第一电极层、第二摩擦层和第二电极层均为柔性可拉伸；柔性波浪形导电部件向上凸出部分的顶部与第一摩擦层接触并固定设置，向下凸出部分的底部与第二摩擦层接触并固定设置。基于上述区别技术特征可以确定权利要求1实际要解决的技术问题是：提升摩擦发电时的有效接触面积；保证输出稳定。
对于上述区别技术特征，对比文件2公开了一种包含周期性弯曲结构的摩擦发电装置（参见说明书第[0041]-[0059]段，附图4、5），第一电极层10和第一摩擦层11可以选择柔性材料，第三摩擦层31与第一摩擦层11材料相同，第二电极层20和第二支撑层22可弹性变形（即柔性可拉伸），在外力作用下第一摩擦层11的下表面与第二电极层20的上表面以及第三摩擦层31的上表面与第二电极层20的下表面之间能发生接触面积变化的表面摩擦，向外电路输出电信号，在没有外力作用时，第三摩擦层31与第二电极层20呈周期性的局部接触，第一摩擦层11与第二电极层20呈周期性的局部接触，第一部件和第三部件之间的间距即为第二部件的厚度，可以通过固定连接件将第一部件和第三部件的相对位置进行固定，从而形成第二部件在中间、第一部件和第三部件在两端、相对固定的夹心结构。在对比文件2的基础上，本领域技术人员容易想到在对比文件1中第一摩擦部件、第二摩擦部件采用上述柔性结构，为了保证在外力作用下第一摩擦层、第三摩擦层与第二电极层间的充分接触，第一部件（即第一摩擦部件）、第三部件（即第二摩擦部件）均采用可变形柔性材料是本领域技术人员容易想到的，从而第一摩擦层和第一电极层、第三摩擦层和第三电极层（相当于本申请的第二摩擦层和第二电极层）均为柔性可拉伸。另外，对比文件2采用将第一部件和第三部件固定的夹心结构以保证输出稳定，在实际应用中，外力作用方向可能是多方位的，中间的波浪结构可能会发生位移，为了保证可靠输出，将上述夹心结构分段式固定是本领域技术人员容易想到的，由于波浪形结构为顶部和底部交替分布的周期性结构，本领域技术人员容易想到将柔性波浪形导电部件向上凸出部分的顶部与第一摩擦层接触并固定设置，向下凸出部分的底部与第二摩擦层接触并固定设置。因此，在对比文件1的基础上结合对比文件2和本领域的公知常识得出权利要求1的技术方案是显而易见的，权利要求1不具有突出的实质性特点，不具备创造性。
2.2权利要求2引用权利要求1，对比文件2中公开（参见说明书第[0053]-[0059]段）第二电极层20与第一电极层10、第四电极层40的材料相同，第二电极层为可弹性拉伸变形的柔性导电层材料。在对比文件2的基础上，第三电极层（相当于本申请的第二电极层）选用可弹性拉伸变形的柔性导电层材料是本领域技术人员容易想到的。因此，在其引用的权利要求不具备创造性的情况下，权利要求2不具备创造性。
2.3权利要求3引用权利要求1或2，对比文件1中公开波浪形导电结构为层叠结构，在波浪形支撑层22的上下表面各设置第一波浪形摩擦电极层21和第二波浪形摩擦电极层23。对比文件2中公开（附图4）波浪形第二电极层20整体为波浪状的弹性可拉伸变形的柔性导电层材料。因此，在其引用的权利要求不具备创造性的情况下，权利要求3不具备创造性。
2.4权利要求4引用权利要求3，对比文件1中公开第一摩擦电极层21和第二摩擦电极层23为柔韧可变形（即可弹性拉伸变形）导电层材料，支撑层22为柔韧绝缘材料（即可拉伸的弹性绝缘材料）。因此，在其引用的权利要求不具备创造性的情况下，权利要求4不具备创造性。
2.5权利要求5引用权利要求2，采用在绝缘材料中混合导电微米/纳米结构材料形成可拉伸柔性导电层材料是本领域的惯用技术手段。因此，在其引用的权利要求不具备创造性的情况下，权利要求5不具备创造性。
2.6权利要求6引用权利要求5，硅橡胶、未硫化橡胶都是本领域常用的绝缘材料，绝缘材料采用硅橡胶或未硫化橡胶是本领域技术人员容易想到的，导电微米/纳米结构材料采用碳基导电材料或金属纳米颗粒是本领域的惯用技术手段。因此，在其引用的权利要求不具备创造性的情况下，权利要求6不具备创造性。
2.7权利要求7引用权利要求1、2、5和6中任一项，其附加技术特征在对比文件1中公开（参见说明书第[0031]段），第一摩擦材料层12和第二摩擦材料层31分别由高分子聚合物材料形成。因此，在其引用的权利要求不具备创造性的情况下，权利要求7不具备创造性。
2.8权利要求8引用权利要求1、2、5和6中任一项，第一摩擦层和第二摩擦层采用可拉升的弹性绝缘材料是本领域技术人员容易想到的。因此，在其引用的权利要求不具备创造性的情况下，权利要求8不具备创造性。
2.9权利要求9引用权利要求4，其附加技术特征被对比文件1公开（参见说明书第[0032]段，权利要求5）：支撑层22为柔韧材料（具有弹性形变特性），采用聚合物材料（绝缘材料）。因此，在其引用的权利要求不具备创造性的情况下，权利要求9不具备创造性。
2.10权利要求10引用权利要求5或6，其附加技术特征被对比文件1公开（参见说明书第[0030]段）：第一摩擦电极层21和第二摩擦电极层23的厚度为10nm到1mm。因此，在其引用的权利要求不具备创造性的情况下，权利要求10不具备创造性。
2.11权利要求11引用权利要求1、2、5和6中任一项，对比文件1中第一摩擦感应电极层11、第二摩擦感应电极层的厚度为10nm到1mm，对比文件2中第一摩擦层的厚度为100nm到1mm，第三摩擦层31与第一摩擦层厚度相同。因此，在其引用的权利要求不具备创造性的情况下，权利要求11不具备创造性。
2.12权利要求12引用权利要求1、2、5和6中任一项，对比文件1中波浪形导电部件为周期性的波浪形结构。周期长度的范围以及波浪形导电部件的高度范围可以由本领域技术人员根据需要进行设计，将上述范围分别选择在5-20mm、1-8mm，并没有带来预料不到的技术效果。因此，在其引用的权利要求不具备创造性的情况下，权利要求12不具备创造性。
2.13权利要求13请求保护一种全柔性摩擦纳米发电机组，引用权利要求1-12中任一项，对比文件1中公开了一种摩擦纳米发电机组，包括层叠设置的多个摩擦纳米发电机单元1，相邻的发电机单元共用电极层。本领域技术人员可根据需要选择全柔性材料。因此，在其引用的权利要求不具备创造性的情况下，权利要求13不具备创造性。
2.14权利要求14请求保护一种能量鞋，引用权利要求1-12中任一项，或引用权利要求13，将摩擦纳米发电机用于能量鞋是本领域的惯用技术手段，能量鞋中可以包括摩擦纳米发电机单元或摩擦纳米发电机组。因此，在其引用的权利要求不具备创造性的情况下，权利要求14不具备创造性。
2.15权利要求15请求保护一种运动传感器，引用权利要求1-12中任一项，或引用权利要求13，将摩擦纳米发电机用于运动传感器是本领域的惯用技术手段，运动传感器可以包括摩擦纳米发电机单元或摩擦纳米发电机组，摩擦纳米发电机单元或摩擦纳米发电机组贴附在运动部位。因此，在其引用的权利要求不具备创造性的情况下，权利要求15不具备创造性。
3、对复审请求人相关意见的评述
对于上述意见陈述，合议组认为：对比文件2虽然没有提及多方位多情况的力的作用，但在实际应用中，外界作用力通常是不同方向的，本领域技术人员可以根据应用需要调整固定部位，采用对波浪形结构分段固定的方式可以更好的保证发电机结构整体稳定，充分的吸收机械能，提高表面电荷密度。按压式摩擦纳米发电机是一种常见的摩擦纳米发电机，运动鞋涉及按压接触和分离，将按压式摩擦纳米发电机应用于运动鞋领域是本领域技术人员根据设计需要容易想到的。因此，复审请求人陈述的理由没有说服力，合议组不予支持。
三、决定
维持国家知识产权局于2018年11月02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，复审请求人可以自收到本复审请求审查决定之日起三个月内向北京知识产权法院起诉。
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