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摘要：本文对国内外豆浆机的总体专利申请态势进行分析，并针对豆浆机的粉碎方式、降噪、防溢技术等三方面的关键技术分支的技术发展路线、重要专利技术等方面进行了着重梳理。
关键词：豆浆机，粉碎方式、降噪、防溢
一、引言
随着人们生活水平的提升及对身体健康的重视，豆浆机在家庭中逐渐普及。同时由于人们对豆浆口感和制作工艺的追求，企业对其研发和制造的热度不断提高，市场上出现了琳琅满目的豆浆机产品， 需要对豆浆机的申请状况及关键技术进行梳理。
二、专利申请总体情况
笔者首先梳理了自2000年来全球和中国在豆浆机领域的申请量，并对全球主要申请人的申请量进行了对比分析。
（一）全球/中国专利申请量分析
图1 全球专利历年申请量 图 2 中国专利历年申请量
图1示出了豆浆机的全球专利申请趋势，图2示出了豆浆机的中国专利申请趋势，两者的技术发展阶段基本一致。自2000年起，其技术发展分为三个阶段：萌芽阶段(2000-2006年)：豆浆机专利申请量比较少，市场处于初步发展阶段。快速增长阶段(2007-2013年)：豆浆机专利申请量开始呈现出稳定增长的趋势，豆浆机市场需求逐渐增大。急速增长阶段(2014年至今)：市场需求旺盛，企业投入更多资源用于豆浆机专利研发布局，豆浆机技术得到蓬勃发展。
（二）各国家/地区/组织专利申请量
图3 各国家/地区/组织专利申请量
从图3可以看出，豆浆机的申请量前三位的国家/地区/组织分别是中国、韩国和美国。中国的专利申请量占了全球申请量的一半以上，这与国人的饮食习惯是密切相关的，以下针对全球主要申请人的申请量进行分析。
（三）全球主要申请人分析
图4 全球主要申请人排名
从图4全球专利申请量排名前位的企业来看，申请人主要来自中国。其中美的、九阳的申请量遥遥领先，这也与两家企业在豆浆机市场中的头部企业身份相吻合。随着豆浆机市场的日益成熟，各个企业非常重视豆浆机领域的专利保护，逐渐通过专利来保护自己的核心技术，并不断创新，从而在竞争中处于有利地位。
三、专利技术分析
通过对重要申请人的关键技术进行分析，发现目前申请人最关注的技术为豆浆机的粉碎方式、降噪、防溢技术，针对这三个关键技术的发展脉络进行梳理。
1、豆浆机的粉碎方式
传统的豆浆机，利用刀片的高速旋转粉碎制浆；另一类采用研磨制浆，如具有动、静研磨盘的豆浆机。对于粉碎式豆浆机，其技术改进主要在于：刀片的形状、数量、位置等。刀片的形状，主要分为S型、X型、I型等，其改进点主要包括：1）在刀片上设置齿，提升刀的切割能力；2）使得刀片不在同一水平面，提升刀片的切割范围；3）使得刀片在水平、竖直方向具有多个叶，提升切割效率；4）在刀片上附加其他功能，如通过设置孔结构，来消除泡沫。刀片的数量通常为一组，也有在刀座上上下平行设置两组、水平设置两组等，以扩大刀片的切割范围，进而提升粉碎效率、质量。
研磨式豆浆机通过动、静磨盘的相对转动来将大豆碾碎，研磨成豆浆，现有的技术中，通常在研磨式豆浆中，在动静磨盘上结合叶片，防止物料卡住，或结合扰流筋，提升扰流效率，或结合刀片提升研磨效率等。
2、豆浆机的降噪技术
豆浆机在工作时，由于电机的转动、刀具与物料的碰撞，会产生噪声，如何降噪，成为豆浆机技术中的一个重要部分。常见的降噪技术有，对电机设置消音罩、对刀片部分设置消音罩，如在扰流罩上设置隔音层，设置减震环、排气通道声阻突变、在水箱中加工物料等。
机头部分的噪声消除：1）降噪结构包括多个挡筋，多个挡筋之间形成导流通道，降噪结构与杯体的杯口处的内壁形成噪声自激励的腔室，噪声流在腔室中的导流通道中流通会产生能量消耗，使传输到结合部的噪声大大降低（CN105747924 A 20160713 美的）；2）密封圈设置在料理机的杯体和机头组件之间，设有至少一个沿所述密封圈周向分布的消音腔，连通所述消音腔和所述杯体内部的进气机构，以及连通所述消音腔和所述杯体外部的排气机构，所述排气机构贯穿所述密封圈的外周（CN106691238 A 20170524 美的）；3）电机通过弹性安装件固定在机头内，该弹性安装件抵消电机运转时产生的扭矩，电机与机头下盖之间保持柔性连接，从而能够有效地起到缓冲振动降低噪音的目的（CN105411387 A 20160323 九阳）。
粉碎刀部分的噪声消除：1）扰流件套装在旋转轴上，扰流件可绕旋转轴转动，在食材的转动下，扰流件吸收了部分的食材的动能而随食材进行同向的转动，扰流件与食材的相对转速差变小，实现降噪（CN104055422 A 20140924 美的）；2）在研磨罩上设置有真空腔，因此在研磨过程中由于研磨的物质与研磨罩、粉碎机构等的碰撞而产生的噪音就会被阻止向外界传播，从而达到降低研磨噪音的作用（CN105919466 A 20160907 美的）。
3、防溢出
豆浆溢出不安全不卫生。吴中倬（CN86204692U）在1986提出的防溢控制采用液位控制原理，当豆浆泡沫接触到液位上方设置的探棒后，触发液位继电器动作，防止溢出。邸永春（CN2367222Y）在1999年提出使加热器一直处于“加热——断开”的状态，使水温保持在98℃到100℃之间，通过控制加热过程防止豆浆溢出。
九阳（CN101011217 A）在2007年提出通过微控制器控制加热元件的接入和断开，有效防止豆浆机发生浆液溢出。飞利浦（CN203122107U）在2012年提出在所述预设时段中，控制容器内的液体温度低于预设温度加热，从而使容器内的液体不易出现剧烈沸腾的情况。美的（CN105310507A）在2014年提出在杯体液位上方设置破泡加热部件，这在桶体的侧壁上构造有突出桶体的侧壁内壁面的破泡筋，对泡沫进行有效挤压和止挡。九阳（CN206603624U）在2016年提出了一种底端开口的防溢腔，防溢腔底端具有狭小的入口，当泡沫从入口进入宽广的空间会使得压缩状态的空气发生膨胀，从而使得泡沫发生爆裂，最终大部分的泡沫在防溢腔内完全消失。
四、结论与建议
（一）结论
1、粉碎方式是技术持续改进的重点
粉碎刀、以及研磨方式制浆是两大主要豆浆制备方式，其中粉碎刀的改进主要在于刀片形状、刀片组个数、刀片组的相对转速，以提升粉碎精度、粉碎效率，研磨方式的改进主要在于，在研磨的基础上设置扰流筋、叶片、刀片等，以提升扰流能力、提升粉碎效率。
2、降噪技术是当前的研究热点
目前的技术主要包括：设置减震环、密封圈减少电机转动时产生的振动噪音、通过设置隔音层减少噪声向外界的传播、通过设置曲折的噪声传输路径来消减传播路径中的噪声。
（二）建议
豆浆机、榨汁机、破壁机等具有相似的结构、相近的工作方式，通过关注相近领域，研制出具有综合功能的家用食品料理机，集制浆、榨汁、破壁一体，以提升用户满意度，是未来的热点方向。另外，在互联网快速发展的时代，提升设备的智能化、自动化、人机交互性能是一个重要的方向，会极大提升用户体验，具有良好的市场前景。
参考文献
[1] 郭莉.豆浆机技术及其专利保护现状【J】企业技术开发，20140931
[2] 张清秀.九阳股份有限公司发展战略研究【J】万方学位论文，20160905
注：1李小艳和刘俊为本文做出同等贡献，为共同第一作者
论文作者:李小艳1 刘俊1
论文发表刊物:《科技新时代》2019年8期
论文发表时间:2019/10/14
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