2025年专利代理师资格考试《专利代理实务》模拟撰写与答案

2025年专利代理师资格考试《专利代理实务》模拟撰写与答案第一部分试题说明：本试卷包含实务撰写与逻辑分析，请认真阅读现有技术与客户技术交底书，按要求完成任务。【客户技术交底书】发明名称：一种基于视觉识别的智能分类垃圾桶及控制方法技术领域本发明涉及环保设备技术领域，具体涉及一种能够自动识别垃圾种类并进行分类收集的智能垃圾桶及控制方法。背景技术随着人们生活水平的提高，城市生活垃圾产量日益增加，垃圾的分类处理对于环境保护和资源回收利用至关重要。目前，现有的垃圾分类主要依靠人工分类，效率低下且卫生状况差。虽然市面上出现了一些简单的分类垃圾桶，但大多功能单一，通常需要用户手动按压特定按钮或通过红外感应简单判断开盖，无法自动识别投入的垃圾类型，导致垃圾分类的准确率无法保证。此外，现有的智能垃圾桶在装满后往往需要人工频繁清理，缺乏自动压缩功能，导致空间利用率低。发明内容本发明旨在解决现有技术中垃圾桶无法自动识别垃圾类型以及空间利用率低的问题，提供一种基于视觉识别的智能分类垃圾桶及控制方法。为实现上述目的，本发明提供一种基于视觉识别的智能分类垃圾桶，包括：桶体，所述桶体内部设置有分隔板，将桶体内部空间分隔为至少两个用于容纳不同种类垃圾的收纳腔；投料口，开设于所述桶体的顶部；图像采集装置，设置于所述投料口处，用于采集待投放垃圾的图像数据；识别控制模块，与所述图像采集装置电连接，用于根据所述图像数据识别垃圾种类，并生成对应的分类控制信号；旋转分拣机构，包括可旋转地设置于所述投料口下方的导料斗以及驱动导料斗旋转的第一驱动电机，所述导料斗具有入料口和出料口，所述入料口朝向所述投料口，所述出料口用于在导料斗旋转至不同角度时分别与不同的收纳腔相连通；压缩机构，包括滑动设置于所述收纳腔内的压板以及驱动压板往复运动的第二驱动电机；主控制器，分别与所述识别控制模块、第一驱动电机和第二驱动电机电连接，用于根据分类控制信号控制第一驱动电机带动导料斗旋转至目标角度，以使出料口与目标收纳腔连通，并在垃圾投入后控制第二驱动电机驱动压板对目标收纳腔内的垃圾进行压缩。进一步地，所述图像采集装置为高清摄像头，所述高清摄像头的镜头朝下设置于投料口中心上方。进一步地，所述识别控制模块采用基于卷积神经网络的深度学习算法，通过训练集训练得到识别模型。进一步地，所述桶体的侧壁还设置有满溢传感器，所述满溢传感器与所述主控制器电连接，用于检测收纳腔内垃圾高度，当检测到高度超过预设阈值时，发出满溢报警信号。进一步地，所述垃圾桶还包括语音播报模块，所述语音播报模块与所述主控制器电连接，用于在识别控制模块识别出垃圾种类后播报分类信息。本发明还提供一种如上述智能垃圾桶的控制方法，包括以下步骤：S1：通过图像采集装置实时监测投料口区域，当检测到有物体投入时，采集待投放垃圾的图像数据；S2：识别控制模块对图像数据进行处理，识别出垃圾种类；S3：主控制器根据识别出的垃圾种类，查询预设的角度映射表，获取对应的旋转角度；S4：主控制器控制第一驱动电机驱动导料斗旋转至所述旋转角度，使导料斗的出料口对准对应的收纳腔；S5：待垃圾经导料斗落入对应收纳腔后，主控制器控制第二驱动电机驱动压板对该收纳腔内的垃圾进行往复压缩动作。本发明的有益效果在于：1.通过图像采集装置和识别控制模块，实现了垃圾种类的自动识别，无需人工判断，提高了分类准确率和效率。2.通过旋转分拣机构，利用导料斗的旋转将垃圾自动导引至对应的收纳腔，结构紧凑，分拣动作流畅。3.设置了压缩机构，能够在垃圾投入后自动压缩，提高了垃圾桶的空间利用率，减少了清理频率。附图说明图1为本发明智能垃圾桶的整体结构示意图；图2为本发明旋转分拣机构的俯视结构示意图；图3为本发明控制方法的流程图。（附图略）具体实施方式下面结合附图对本发明作进一步详细说明。如图1所示，本实施例提供一种基于视觉识别的智能分类垃圾桶，桶体1内部通过隔板2分隔为可回收物、有害垃圾、厨余垃圾和其他垃圾四个收纳腔。投料口3位于桶体顶部。在投料口3上方安装有高清摄像头4作为图像采集装置。桶体顶部内侧安装有导料斗5，导料斗5连接有步进电机（第一驱动电机）。每个收纳腔内均安装有压板6和电动推杆（第二驱动电机）。主控制器采用单片机。工作过程中，当用户将垃圾（例如一个塑料瓶）伸向投料口时，高清摄像头4拍摄图像，识别控制模块（内置AI芯片）识别出其为“可回收物”。主控制器控制步进电机旋转，使导料斗5的出料口对准“可回收物”腔体。塑料瓶落入腔体后，主控制器控制该腔体内的电动推杆推动压板6进行一次压缩行程。【对比文件1】公开日：2023年5月10日公开了一种具备压缩功能的垃圾桶，包括桶体、设于桶体顶部的投入口、设于桶体内部的压缩板以及驱动压缩板升降的气缸。该垃圾桶通过手动按钮控制气缸动作，对桶体内的垃圾进行压缩，以增加容量。该文件仅涉及单一腔体的垃圾桶，不具备分类功能。【对比文件2】公开日：2023年8月15公开了一种自动分拣垃圾装置，包括：壳体，壳体内设有多个独立的收集箱；设置在壳体顶部的识别摄像头，用于识别垃圾类型；设置在摄像头下方的机械手，机械手末端连接有夹爪。该装置通过摄像头识别垃圾，控制机械手将抓取的垃圾移动到对应的收集箱上方并松开，实现垃圾分类投放。该文件未公开压缩功能，且采用机械手抓取方式，结构复杂，成本高。【试题要求】1.请根据客户技术交底书及提供的对比文件，为客户撰写一份权利要求书。要求：(1)独立权利要求应当包含解决本发明技术问题所必不可少的必要技术特征，并合理概括保护范围。(2)从属权利要求应当包含对发明技术细节的进一步限定，形成有层次的保护梯度。(3)考虑到对比文件1和对比文件2公开的内容，撰写时应具备新颖性和创造性，避免权利要求被现有技术轻易规避。2.简述您撰写的独立权利要求相对于对比文件1和对比文件2的结合所具备创造性的理由。3.假设审查员在审查意见通知书中指出：权利要求1不具备《专利法》第二十二条第三款规定的创造性。审查员认为：对比文件2公开了一种自动分拣垃圾装置，其具有识别摄像头和多个收集箱，虽然其采用机械手分拣，但将机械手替换为旋转导料斗属于本领域的常规技术手段。因此，权利要求1不具备突出的实质性特点和显著的进步。请针对上述审查意见，撰写一份意见陈述书，答复审查员。第二部分参考答案及解析一、权利要求书撰写1.一种基于视觉识别的智能分类垃圾桶，其特征在于，包括：桶体，所述桶体内部设置有分隔板，将桶体内部空间分隔为至少两个用于容纳不同种类垃圾的收纳腔；投料口，开设于所述桶体的顶部；图像采集装置，设置于所述投料口处，用于采集待投放垃圾的图像数据；识别控制模块，与所述图像采集装置电连接，用于根据所述图像数据识别垃圾种类，并生成对应的分类控制信号；旋转分拣机构，包括可旋转地设置于所述投料口下方的导料斗以及驱动所述导料斗旋转的第一驱动电机，所述导料斗具有入料口和出料口，所述入料口朝向所述投料口，所述出料口用于在导料斗旋转至不同角度时分别与不同的收纳腔相连通；压缩机构，包括滑动设置于所述收纳腔内的压板以及驱动所述压板往复运动的第二驱动电机；主控制器，分别与所述识别控制模块、所述第一驱动电机和所述第二驱动电机电连接，用于根据所述分类控制信号控制所述第一驱动电机带动所述导料斗旋转至目标角度，以使所述出料口与目标收纳腔连通，并在垃圾投入后控制所述第二驱动电机驱动所述压板对所述目标收纳腔内的垃圾进行压缩。2.如权利要求1所述的基于视觉识别的智能分类垃圾桶，其特征在于，所述图像采集装置为高清摄像头，所述高清摄像头的镜头朝下设置于所述投料口中心上方。3.如权利要求1所述的基于视觉识别的智能分类垃圾桶，其特征在于，所述识别控制模块采用基于卷积神经网络的深度学习算法进行垃圾种类识别。4.如权利要求1所述的基于视觉识别的智能分类垃圾桶，其特征在于，所述桶体的侧壁还设置有满溢传感器，所述满溢传感器与所述主控制器电连接，用于检测所述收纳腔内垃圾高度，当检测到高度超过预设阈值时，发出满溢报警信号。5.如权利要求1所述的基于视觉识别的智能分类垃圾桶，其特征在于，还包括语音播报模块，所述语音播报模块与所述主控制器电连接，用于在所述识别控制模块识别出垃圾种类后播报分类信息。6.一种如权利要求1-5中任一项所述的智能垃圾桶的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：S1：通过图像采集装置实时监测投料口区域，当检测到有物体投入时，采集待投放垃圾的图像数据；S2：识别控制模块对图像数据进行处理，识别出垃圾种类；S3：主控制器根据识别出的垃圾种类，查询预设的角度映射表，获取对应的旋转角度；S4：主控制器控制第一驱动电机驱动导料斗旋转至所述旋转角度，使导料斗的出料口对准对应的收纳腔；S5：待垃圾经导料斗落入对应收纳腔后，主控制器控制第二驱动电机驱动压板对该收纳腔内的垃圾进行往复压缩动作。【权利要求书撰写解析】1.独立权利要求1的确定：技术问题：解决现有技术无法自动识别垃圾类型以及空间利用率低的问题。必要技术特征分析：“桶体、分隔板、收纳腔”：构成基本的分类容纳结构。“桶体、分隔板、收纳腔”：构成基本的分类容纳结构。“投料口”：垃圾入口。“投料口”：垃圾入口。“图像采集装置、识别控制模块”：实现自动识别的核心。“图像采集装置、识别控制模块”：实现自动识别的核心。“旋转分拣机构（导料斗、第一驱动电机）”：这是本发明区别于对比文件2（机械手）的关键结构，实现了通过旋转导引垃圾，而非复杂的三维空间抓取。“旋转分拣机构（导料斗、第一驱动电机）”：这是本发明区别于对比文件2（机械手）的关键结构，实现了通过旋转导引垃圾，而非复杂的三维空间抓取。“压缩机构（压板、第二驱动电机）”：解决空间利用率低的问题，区别于对比文件2。“压缩机构（压板、第二驱动电机）”：解决空间利用率低的问题，区别于对比文件2。“主控制器及其连接关系和控制逻辑”：协调识别、分拣与压缩动作，实现自动化。“主控制器及其连接关系和控制逻辑”：协调识别、分拣与压缩动作，实现自动化。保护范围概括：独立权利要求1涵盖了所有“至少两个”收纳腔的情况，未限定具体的识别算法（如CNN）或具体的电机类型（如步进电机），以获得较宽的保护范围。2.从属权利要求的布局：权利要求2：对图像采集装置的具体形态（摄像头）和位置进行限定，增加了具体实施例的保护。权利要求2：对图像采集装置的具体形态（摄像头）和位置进行限定，增加了具体实施例的保护。权利要求3：对识别算法（CNN）进行限定，如果竞争对手使用不同算法但结构相同，可能不侵权此从属权利要求，但会侵权独立权利要求。这是对核心技术点的进一步固守。权利要求3：对识别算法（CNN）进行限定，如果竞争对手使用不同算法但结构相同，可能不侵权此从属权利要求，但会侵权独立权利要求。这是对核心技术点的进一步固守。权利要求4：增加满溢检测功能，属于附加功能特征。权利要求4：增加满溢检测功能，属于附加功能特征。权利要求5：增加语音播报功能，属于附加功能特征。权利要求5：增加语音播报功能，属于附加功能特征。这种布局形成了“核心结构-具体部件-附加功能”的层次结构。这种布局形成了“核心结构-具体部件-附加功能”的层次结构。3.方法权利要求6的撰写：引用产品权利要求1-5，符合单一性要求。引用产品权利要求1-5，符合单一性要求。步骤S1-S5与产品结构中的各模块功能相对应，完整描述了控制流程，特别是包含了压缩步骤（S5），体现了方法发明的完整性。步骤S1-S5与产品结构中的各模块功能相对应，完整描述了控制流程，特别是包含了压缩步骤（S5），体现了方法发明的完整性。二、独立权利要求创造性的理由简述本发明权利要求1相对于对比文件1和对比文件2的结合具备创造性，理由如下：1.确定最接近的现有技术：对比文件2公开了一种自动分拣垃圾装置，具有识别摄像头、多个收集箱和分拣机构（机械手），其技术领域与本发明相同，且公开的本发明的特征最多，因此是最接近的现有技术。2.确定区别特征和实际解决的技术问题：将权利要求1与对比文件2相比，区别特征在于：将权利要求1与对比文件2相比，区别特征在于：(1)权利要求1采用了“旋转分拣机构”，包括可旋转的导料斗和第一驱动电机，通过导料斗旋转使出料口与不同收纳腔连通；而对比文件2采用“机械手”进行抓取和移动分拣。(2)权利要求1还包括“压缩机构”，用于在垃圾投入后对收纳腔内的垃圾进行压缩；而对比文件2未公开压缩功能。基于上述区别特征，权利要求1实际解决的技术问题是：如何简化分拣结构以降低成本并提高分拣效率，以及如何提高垃圾桶的空间利用率。基于上述区别特征，权利要求1实际解决的技术问题是：如何简化分拣结构以降低成本并提高分拣效率，以及如何提高垃圾桶的空间利用率。3.判断是否显而易见：关于区别特征(1)（旋转分拣机构）：对比文件2教导了利用机械手在三维空间内移动垃圾以实现分类，这需要复杂的运动控制算法和多自由度关节，成本高且维护难。而本发明采用旋转导料斗，利用重力和简单的旋转运动将垃圾导引至不同腔体，这是一种完全不同的技术手段。对比文件1虽然公开了压缩功能，但其仅涉及单一腔体垃圾桶，并未给出任何关于“将机械手替换为旋转导料斗”以简化分拣结构的技术启示。本领域技术人员在面对对比文件2时，没有动机去将其核心的复杂机械手结构替换为本发明的旋转导料斗结构，因为这种替换改变了分拣的基本原理（从“主动抓取-投放”变为“被动接收-导流”），并非简单的结构变形。关于区别特征(1)（旋转分拣机构）：对比文件2教导了利用机械手在三维空间内移动垃圾以实现分类，这需要复杂的运动控制算法和多自由度关节，成本高且维护难。而本发明采用旋转导料斗，利用重力和简单的旋转运动将垃圾导引至不同腔体，这是一种完全不同的技术手段。对比文件1虽然公开了压缩功能，但其仅涉及单一腔体垃圾桶，并未给出任何关于“将机械手替换为旋转导料斗”以简化分拣结构的技术启示。本领域技术人员在面对对比文件2时，没有动机去将其核心的复杂机械手结构替换为本发明的旋转导料斗结构，因为这种替换改变了分拣的基本原理（从“主动抓取-投放”变为“被动接收-导流”），并非简单的结构变形。关于区别特征(2)（压缩机构）：对比文件1虽然公开了压缩板和驱动机构，但其应用于单一腔体的普通垃圾桶。本领域技术人员在面对对比文件2（具有多个分类箱）时，若要结合对比文件1，需要考虑如何在多腔体结构中布置压缩机构。虽然理论上可以添加，但将压缩机构与特定的旋转导料斗分拣机构结合，实现“识别-旋转导引-自动压缩”的联动控制，并非对比文件1与对比文件2的简单叠加。关于区别特征(2)（压缩机构）：对比文件1虽然公开了压缩板和驱动机构，但其应用于单一腔体的普通垃圾桶。本领域技术人员在面对对比文件2（具有多个分类箱）时，若要结合对比文件1，需要考虑如何在多腔体结构中布置压缩机构。虽然理论上可以添加，但将压缩机构与特定的旋转导料斗分拣机构结合，实现“识别-旋转导引-自动压缩”的联动控制，并非对比文件1与对比文件2的简单叠加。综上，权利要求1的技术方案并非现有技术的简单组合，其通过旋转导料斗替代机械手，显著降低了设备成本和故障率，同时结合压缩功能提高了空间利用率，取得了预料不到的技术效果。综上，权利要求1的技术方案并非现有技术的简单组合，其通过旋转导料斗替代机械手，显著降低了设备成本和故障率，同时结合压缩功能提高了空间利用率，取得了预料不到的技术效果。因此，权利要求1具备突出的实质性特点和显著的进步，符合《专利法》第二十二条第三款关于创造性的规定。三、意见陈述书意见陈述书关于申请号：202510XXXXXX.X发明名称：一种基于视觉识别的智能分类垃圾桶及控制方法尊敬的审查员：申请人仔细研究了审查员于XXXX年XX月XX日发出的第XXXXX号审查意见通知书，并对申请文件进行了修改。现针对通知书中指出的创造性问题陈述意见如下：一、关于权利要求1的创造性审查员认为：对比文件2公开了一种自动分拣垃圾装置，其具有识别摄像头和多个收集箱，虽然其采用机械手分拣，但将机械手替换为旋转导料斗属于本领域的常规技术手段。因此，权利要求1不具备突出的实质性特点和显著的进步。申请人对此结论不能完全认同，认为修改后的权利要求1相对于对比文件2和对比文件1的结合具备《专利法》第二十二条第三款规定的创造性。具体理由如下：1.权利要求1与对比文件2存在本质区别，并非简单的结构替换对比文件2（CN2023XXXXXX）公开了一种利用机械手进行垃圾分类的装置。在该方案中，核心的分拣执行机构是“机械手”，其工作原理是通过摄像头识别后，控制机械手在三维空间内运动，夹取垃圾，移动至目标收集箱上方，然后松开夹爪。这种方案必然需要复杂的运动轨迹规划、多关节电机控制以及高精度的夹持结构，导致设备体积大、噪音大、成本高昂且故障率高。而权利要求1请求保护的技术方案中，采用了一种完全不同的分拣执行机构——“旋转分拣机构”。该机构包括“可旋转地设置于所述投料口下方的导料斗”。其工作原理是：垃圾在重力作用下下落至导料斗中，主控制器控制导料斗旋转特定角度，使出料口对准目标收纳腔，垃圾再次在重力作用下落入收纳腔。由此可见，权利要求1并非如审查员所述仅仅是“将机械手替换为旋转导料斗”的简单结构替换。两者在技术手段上存在本质差异：对比文件2采用的是“主动抓取-空间转移”的技术路径；对比文件2采用的是“主动抓取-空间转移”的技术路径；本发明采用的是“重力落料-流道导引”的技术路径。本发明采用的是“重力落料-流道导引”的技术路径。这种技术路径的改变，使得本发明摒弃了对比文件2中复杂的机械臂结构，仅通过一个旋转电机和简单的导料斗即可实现精准分类。这并非本领域的公知常识或常规技术手段。相反，对于本领域技术人员而言，在对比文件2已经构建了基于机械手的复杂分拣系统的基础上，为了解决“结构复杂、成本高”的问题，通常会倾向于优化机械手的结构或控制算法，而不会想到将其完全摒弃，转而采用一种完全依赖重力导引的旋转式静态分拣结构。因为这种改变意味着整个设备架构和逻辑的颠覆。2.对比文件1并未给出结合启示，且结合后存在技术障碍审查员隐含地认为对比文件1可能给出了某种启示。然而，对比文件1仅公开了一种具备压缩功能的