说 明 书(撰写示例)
试 电 笔
*[实用新型名称应简明、准确地表明实用新型专利请求保护的主题。名称中不应含有非技术性词语,不得使用商标、型号、人名、地名或商品名称等。名称应与请求书中的名称完全一致,不得超过25个字,应写在说明书首页正文部分的上方居中位臵。]
[依据专利法第二十六条第三款及专利法实施细则第十八条的规定,说明书应对实用新型作出清楚、完整的说明,使所属技术领域的技术人员,不需要创造性的劳动就能够再现实用新型的技术方案,解决其技术问题,并产生预期的技术效果。说明书应按以下五个部分顺序撰写:所属技术领域;背景技术;发明内容; 附图说明;具体实施方式;并在每一部分前面写明标题。]
所属技术领域
本实用新型涉及一种指示电压存在的试电装置,尤其是能识别安全和危险电压的试电笔。
[所属技术领域:应指出本实用新型技术方案所属或直接应用的技术领域。]
背景技术
目前,公知的试电笔构造是由测试触头、限流电阻、氖管、金属弹簧和手触电极串联而成。将测试触头与被测物接触,人手接触手触电极,当被测物相对大地具有较高电压时,氖管启辉,表示被测物带电。但是,很多电器的金属外壳不带有对人体有危险的触电电压,仅表示分布电容和/或正常的电阻感应产生电势,使氖管启辉。一般试电笔不能区分有危险的触电电压和无危险的感应电势,给检测漏电造成困难,容易造成错误判断。
[背景技术:是指对实用新型的理解、检索、审查有用的技术,可以引证反映这些背景技术的文件。背景技术是对最接近的现有技术的说明,它是作出实用技术新型技术方案的基础。此外,还要客观地指出背景技术中存在的问题和缺点,引证文献、资料的,应写明其出处。]
发明内容
[发明内容:应包括实用新型所要解决的技术问题、解决其技术问题所采用的技术方案及其有益效果。] 为了克服现有的试电笔不能区分有危险的触电电压和无危险的感应电势的不足, 本实用新型提供一种试电笔,该试电笔不仅能测出被测物是否带电,而且能方便地区分是危险的触电电压还是无危险的感应电势。
[要解决的技术问题:是指要解决的现有技术中存在的技术问题,应当针对现有技术存在的缺陷或不足,用简明、准确的语言写明实用新型所要解决的技术问题,也可以进一步说明其技术效果,但是不得采用广告式宣传用语。]
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是:在绝缘外壳中,测试触头、限流电阻、氖管和手触电极电连接,设置一分流电阻支路,使测试触头与一个分流电阻一端电连接,分流电阻另一端与一个人体可接触的识别电极电连接。当人手同时接触识别电极和手触电极时,使分流电阻并联在测试触头、限流电阻、氖管、手触电极电路测试时,人手只和手触电极接触,氖管启辉,表示被测物带电。当人手同时接触手触电极和识别电极时,若被测物带有无危险高电势时,由于电势源内阻很大,从而大大降低了被测物的带电电位,则氖管不启辉,若被测物带有危险触电电压,因其内阻小,接入分流电阻几乎不降低被测物带电电位,则氖管保持启辉,达到能够区别安危电压的目的。
[技术方案:是申请人对其要解决的技术问题所采取的技术措施的集合。技术措施通常是由技术特征来体现的。技术方案应当清楚、完整地说明实用新型的形状、构造特征,说明技术方案是如何解决技术问题的,必要时应说明技术方案所依据的科学原理。撰写技术方案时,机械产品应描述必要零部件及其整体结构关系;涉及电路的产品,应描述电路的连接关系;机电结合的产品还应写明电路与机械部分的结合关系;涉及分布参数的申请时,应写明元器件的相互位臵关系;涉及集成电路时,应清楚公开集成电路的型 1
号、功能等。本例“试电笔”的构造特征包括机械构造及电路的连接关系,因此既要写明主要机械零部件及其整体结构的关系,又要写明电路的连接关系。技术方案不能仅描述原理、动作及各零部件的名称、功能或用途。]
本实用新型的有益效果是,可以在测试被测物是否带电的同时,方便地区分安危电压,分流支路中仅采用电阻元件,结构简单。
[有益效果:是实用新型和现有技术相比所具有的优点及积极效果,它是由技术特征直接带来的、或者是由技术特征产生的必然的技术效果。]
附图说明
下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。
图1是本实用新型的电路原理图。
图2是试电笔第一个实施例的纵剖面构造图。
图3是图2的I--I剖视图。
图4是试电笔第二个实施例的纵剖面构造图。
图中1.测试触头 ,2.绝缘外壳,3.弹簧 ,4.同心电阻,5.限流电阻,6.分流电阻 ,7.识别电极 ,8.氖管,9.弹簧,10.后盖,11.手触电极,12.绝缘隔离层,13.弹簧。
[附图说明:应写明各附图的图名和图号,对各幅附图作简略说明,必要时可将附图中标号所示零部件名称列出。]
具体实施方式
在图1中,测试触头(1)、限流电阻(5)、氖管(8)与手触电极(11)串联,测试触头
(1)与分流电阻(6)一端相连,分流电阻(6)另一端与识别电极(7)相连。通常限流电阻阻值为几兆欧,为保证人身安全,分流电阻阻值不小于限流电阻阻值,最好取限流电阻阻值1-2倍。
在图2所示实施例中,测试触头(1)在绝缘外壳(2)一端伸入其中空腔,与弹簧(3)接触,弹簧(3)另一端与同心电阻(4)相接触,同心电阻(4)是纵剖面为E形,其中间圆柱部分限流电阻(5)高于作为分流电阻(6)的圆管部分,使氖管(8)的一端与限流电阻(5)接触时不碰到分流电阻(6),弹簧(9)一端与氖管(8)相接触,另一端与后盖(10)上的手触电极(11)相接触,弹簧压力保证各元件间可靠电连接。如图3所示的环状弹性金属片状识别电极(7)其边缘向中心伸出的接触爪卡住圆管状分流电阻(6)外表面,其外边缘伸出并附于绝缘外壳外表面。
在图4所示的另一个实施例中,测试探头(1)在绝缘外壳(2)一端伸入其中空腔,同时与平行设置的限流电阻(5)和分流电阻(6)的一端相接触,限流电阻另一端通过氖管(8)、弹簧(9)与手触电极(11)电接触,分流电阻通过弹簧(13)与识别电极电接触,两电极之间设置一绝缘隔离层(12)。
[具体实施方式:是实用新型优选的具体实施例。具体实施方式应当对照附图对实用新型的形状、构造进行说明,实施方式应与技术方案相一致,并且应当对权利要求的技术特征给予详细说明,以支持权利要求。附图中的标号应写在相应的零部件名称之后,使所属技术领域的技术人员能够理解和实现,必要时说明其动作过程或者操作步骤。如果有多个实施例,每个实施例都必须与本实用新型所要解决的技术问题及其有益效果相一致。]
2
说 明 书 附 图(撰写示例)
[说明书附图:应按照专利法实施细则第十九条的规定绘制。每一幅图应当用阿拉伯数字顺序编图号。附图中的标记应当与说明书中所述标记一致。有多幅附图时,各幅图中的同一零部件应使用相同的附图标记。附图中不应当含有中文注释,应使用制图工具按照制图规范绘制,图形线条为黑色,图上不得着色。]
3
权 利 要 求 书(撰写示例)
1.一种试电笔,在绝缘外壳中,测试触头、限流电阻、氖管和手触电极顺序电连接,其特征是:测试触头与一个分流电阻一端电连接,分流电阻另一端与一个人体可接触的识别电极电连接。
[一项实用新型应当只有一个独立权利要求。独立权利要求应从整体上反映实用新型的技术方案,记载解决的技术问题的必要技术特征。独立权利要求应包括前序部分和特征部分。前序部分,写明要求保护的实用新型技术方案的主题名称及与其最接近的现有技术共有的必要技术特征。特征部分使用“其特征是”用语,写明实用新型区别于最接近的现有技术的技术特征,即实用新型为解决技术问题所不可缺少的技术特征。]
2.根据权利要求1所述的试电笔,其特征是:分流电阻与限流电阻是一个一体的同心电阻,同心电阻中间圆柱部分为限流电阻,其外部圆管部分为分流电阻,圆柱部分高于圆管部分;识别电极为环状弹性金属片,其边缘向中心伸出的接触爪卡住圆管状分流电阻外表面,其外边缘伸出并附于绝缘外壳外表面。
3.根据权利要求1所述的试电笔,其特征是分流电阻与限流电阻平行设置,其间为绝缘隔离层。
[从属权利要求(此例中权利要求2、3为从属权利要求)应当用附加的技术特征,对所引用的权利要求作进一步的限定。从属权利要求包括引用部分和限定部分。引用部分应写明所引用的权利要求编号及主题名称,该主题名称应与独立权利要求主题名称一致(此例中主题名称为“试电笔”), 限定部分写明实用新型的附加技术特征。从属权利要求应按规定格式撰写,即“根据权利要求(引用的权利要求的编号)所述的(主题名称),其特征是……。”]
[依据专利法第二十六条第四款和专利法实施细则第二十条至第二十三条的规定,权利要求书应当以说明书为依据,说明要求保护的范围。权利要求书应使用与说明书一致或相似语句,从正面简洁、明了地写明要求保护的实用新型的形状、构造特征,如:机械产品应描述主要零部件及其整体结构关系;涉及电路的产品,应描述电路的连接关系;机电结合的产品还应写明电路与机械部分的结合关系;涉及分布参数的申请,应写明元器件的相互位臵关系;涉及集成电路,应清楚公开集成电路的型号、功能等。权利要求应尽量避免使用功能或者用途来限定实用新型;不得写入方法、用途及不属于实用新型专利保护的内容;应使用确定的技术用语,不得使用技术概念模糊的语句,如“等”、“大约”、“左右”……;不应使用“如说明书……所述”或“如图……所示”等用语;首页正文前不加标题。每一项权利要求应由一句话构成,只允许在该项权利要求的结尾使用句号。权利要求中的技术特征可以引用附图中相应的标记,其标记应臵于括号内。]
说 明 书 摘 要(撰写示例)
一种能够识别安全和危险电压的试电笔。它是在绝缘外壳中,测试触头、限流电阻、氖管、手触电极顺序电连接,并加有一分流电阻支路,使分流电阻一端与测试触头电连接,另一端与识别电极电连接。人体仅与手触电极接触测试被测物是否带电,人体同时与手触电极、识别电极接触测试被测物是否带有危险电压。
[根据专利法实施细则第二十四条的规定,说明书摘要应写明实用新型的名称、技术方案的要点以及主要用途,尤其是写明实用新型主要的形状、构造特征(机械构造和/或电连接关系)。摘要全文不超过300字,不得使用商业性的宣传用语,并提交一幅从说明书附图中选出的附图作摘要附图。]
*注释:示例中中括号(“[ ]”)里的内容仅为撰写说明,不属于申请文件的内容。申请文件应使用专利局规定的规格为297mm×210mm(A4)的表格用纸,文字应打字或者印刷,字高应在3.5mm至4.5mm之间, 4
专 利 申 请 概 要
一、 确定发明类别:
专利分类:发明专利、实用新型专利、外观设计专利。 二、
发明专利、实用新型专利须提供的文字资料如下:
1、发明名称:
应简明、准确地表明实用新型专利请求保护的主题。 2、所属技术领域:
写明该发明直接应用的技术领域。 3、背景技术:
可以引证反映这些背景技术的文件。背景技术是对最接近的现有技术加以说明,它是作出发明技术方案的基础。此外,还要客观地指出背景技术中存在的问题和缺点,如引证文献、资料的,应写明其出处。 4、发明内容:
4.1发明内容:应包括实用新型所要解决的技术问题、解决其技术问题所采用的技术方案及其有益效果。
4.2要解决的技术问题:是指要解决的现有技术中存在的技术问题。 4.3技术方案:是申请人对其要解决的技术问题所采取的技术措施的集合。技术措施通常是由技术特征来体现的。技术方案应当清楚、完整地说明发明的形状、构造特征,说明技术方案是如何解决技术问题的,必要时应说明技术方案所依据的科学原理。撰写技术方案时,机械产品应描述必要零部件及其整体结构关系;涉及电路的产品,应描述电路的连接关系;机电结合的产品还应写明电路与机械部分的结合关系;涉及分布参数的申请时,应写明元器件的相互位置关系;涉及集成电路时,应清楚公开集成电路的型号、功能等。涉及工艺步骤的应具体写明步骤、工艺条件、必要时还要写明设备。
4.4有益效果:是发明和现有技术相比所具有的优点及积极效果,它是由技术特征直接带来的、或者是由技术特征产生的必然的技术效果。 5、附图说明
应提供与发明内容有关的结构示意图、电气连接原理图、框图等,写明各附图的图名和 5
图号,对各幅附图作简略说明,除框图外,图中不应出现文字,而应用序号表示,一个序号只能表示一个零(部)件。 6、具体实施方式
是发明优选的具体实施例。具体实施方式应对技术方案进行详细的说明,有附图的应当
,使所属技术领域的技术人员能对照附图进行详细的说明(对照附图中的序号进行详细说明)
够理解和实现为准,必要时具体说明其动作过程或者操
作步骤。如果有多个实施例,每个实施例都必须与本实用新型所要解决的技术问题及其有益效果相一致。
、简要说明,三、外观设计专利要求提供所保护产品的名称、六面正投影示意图(或照片)
各示图的比例应一致,图或照片应清晰。
申请实用新型专利的,申请文件应当包括:实用新型专利请求书、摘要、摘要附图(适、说明书、权利要求书、说明书附图,各一式两份。 用时)
6
本发明涉及一种电子导盲犬机器人,具体涉及一种机电一体化、多传感器融合、自动导航及控制的电子导盲犬机器人。
世界上一共有3000万盲人,其中我国有500万盲人,我国是世界上盲人最多的国家,还有相当数量的人有视力障碍,失明和视弱极大地影响了这些人群的正常生活和工作。培养一只导盲犬的费用在30万以上,正常家庭难以承受经济负担,而且导盲犬的训练周期相对较长,服务寿命相对较短。因此,导盲犬机器人的研制有着非常实际的意义和广泛的用途。
据查阅相关资料,现在的导盲器具的研究和应用基本上可分为三类:第一类是导盲手杖,在手杖上面加装各种装置来达到探测障碍和导盲的作用,第二类是穿戴设备,在导盲犬或者盲人身上穿戴导航设备进行导盲,第三类是机器人,通过自动或半自动方式导航,实现一定的控制功能,从而帮助盲人,本发明属于这一类。
针对现存的导盲器具研究, 导盲手杖受到自身形状和操作方式的限制,基本只能实现部分导盲功能,穿戴设备更是影响人体美观,造成行动不便,每次使用都需要穿上和脱下,本发明避免了上述问题,并实现了其具有创新性的设计功能,包含丰富的传感器系统和导航系统,能自动处理信息,实现良好的导航和控制效果。
发明目的:本发明就是针对上述导盲研究存在的问题,提供一种电子导盲犬机器人,解决盲人和视力障碍人士出行问题。本发明不需要穿戴任何设备或辅助器具,将复杂操作转化为简单操作,利用嵌入式处理器智能化处理信息。针对这部分人的视力障碍问题,利用卫星导航精确定位,同时检测方向和姿态等相关信息,规划出最佳路线,在导航方面为盲人进行有效的服务。在实现导航功能的同时,引入避障和自动控制转弯的功能,用遥控和语音的方式进行人机交互,方便操作。
技术方案:本发明由机械部分和电子部分组成,机械部分是车体为一块木板前部有方形孔,孔内安装有舵机,舵机通过舵机连接机构与定向轮相连,木板后部有定向轮,车体后部有转动关节连接手推杆,车体中部的左侧有天线杆;电子部分是电路底板上的中央处理器通过电路与红外传感器阵列、语音模块、扬声器、光电开关、地磁传感器、加速度计模块、遥控接收电路、稳压器、串口电路、GPS模块、GPS信号接收器、遥控器、摄像头相连接;镍氢电池为电子部分提供电能,手推杆由人力推动为机器人提供动力。(本段名词后面要加标号)
所述的舵机的舵盘和方向轮固定在一起,方向轮随着舵机转动,从而改变机器人前进的方向。
所述的手推杆连接在单自由度的转动关节上,作用是提供动力和保持车体平衡。
所述的天线杆高度为30cm,末端同时安装了摄像头和GPS信号接收器。
所述的红外传感器阵列安装在车体前部,用于检测人行道。
所述的光电开关安装在车体前部,用于检测机器人前方障碍物。
所述的遥控器安装在手推杆末端,向遥控接收电路发射操作命令。
所述的中央处理器为MC9S12DG128单片机及其外围电路。
所述的语音模块采用ASR-R8型模块,能发电子女声播报相关的导航信息和提示信息,导航信息有定位信息、航向信息,提示信息有当前位置名称、目的地名称、前方有障碍物、坡度信息,声音通过安装在车体中部的扬声器进行放大。
所述的摄像头为模拟摄像头,采集的图象为黑白图象。
所述的地磁传感器采用的是霍尼韦尔公司的HMC5883L型平面数据电子罗盘,提供的导航精度为1RMS。
所述的加速度计为飞思卡尔公司的MMA7455三轴数字加速度传感器,用于检测重力场从而提示坡度信息,提示前方有坡道。
所述的GPS模块通过RS232串口电路将定位信息传送给中央处理器。
有益效果:
(1)能对导盲犬机器人的位置进行GPS卫星定位,在天气良好的情况下,定位精度在20米以内,通过遥控器设定目前所在地和目的地,自动规划行走街道路径,并且用电子女声提示。
(2)红外传感器阵列能对机器人所在地面上的白色人行线进行检测,控制机器人沿着该线前进。
(3)光电开关能对前方50cm范围内的障碍物进行探测,如果有障碍物会提示“前方有障碍,请绕行”女声提示音,并且自动控制舵机改变车体前进方向。
(4)能利用地传感器感应地球磁场,实时检测自身方向,精度为1RMS.
(5)能利用加速度计划感应地球重力场,实时检测自身倾斜角,如果遇到坡道会提示“前方有上坡”女声提示音,并且灯起指示灯。
(6)能存储摄像头采集的图像。
(此处为贴图区)
图1为本发明电子导盲犬机器人的结构示意图;
(此处为贴图区)
图2为本发明电子导盲犬机器人的系统结构框图;
(此处为贴图区)
图3为本发明电子导盲犬机器人的程序流程图。
结合附图说明,下面阐述本发明。
图1为本发明电子导盲犬机器人的结构示意图,本发明由机械部分和电子部分组成,机械部分是车体为一块木板,该木板的尺寸为宽10cm、长30cm,属于硬质模型加工用木板。在木板前部5cm处有方形孔,方形孔尺寸为舵机的截面大小,孔内安装有舵机,舵机采集MG995舵机,舵机的最大力矩为13kg,舵机通过舵机连接机构与方向轮相连,连接机构是将舵机的舵盘与方向轮的末端连接起来。木板后部安装定向轮,定向轮不能绕铅垂线转动。车体后部有单自由度转动关节连接手推杆,手推杆长度为80cm,直径为3cm的铝合金杆,手推杆末端固定安装遥控器,遥控器上有启动按钮和选择按钮,车体中部的左侧有天线杆,天线杆末端安装有摄像头和GPS信号接收器,天线杆高度为30cm。
电子部分是电路底板上的中央处理器通过电路与红外传感器阵列、语音模块、扬声器、光电开关、地磁传感器、加速度计模块、遥控接收电路、稳压器、串口电路、GPS模块、GPS信号接收器、遥控器、摄像头相连接。其中中央处理器、稳压器、串口电路集成在一块电路板上,地磁传感器、加速度计模块、遥控接收电路分别为单个电路板与中央处理器电路板叠放连接;红外传感器含10对发射管与接收管,按直线型均匀排布集成在一块电路板上,安装在车体最前部;语音模块集成在一块电路板上,与扬声器相连;GPS模块为一块集成电路板,与GPS信号接收器相连。
镍氢电池为电子部分提供电能,标称电池为7.2V,电池容量为2000mAh,为所有电路系统供电,其中语音模块、GPS模块、地磁传感器、加速度计模块的工作电压为3.3V,其余电路系统工作电压为5V。中央处理器外围的稳压电路将电压降压后,稳定输出5V电压,供所有5V芯片及电路工作。机器人行动无须任何能源,盲人推动手推杆为机器人提供动力,由于机器人是两轮结构,节约车轮的设计也带来不平衡的现象,可见,手推杆的设计既可以提供机器人前进的动力,又可以由盲人掌握机器人的平衡。
本发明加装了多个传感器系统,红外传感器系统是利用发射管发射红外线,光线照射在浅色和深色物体上的时候吸收量不同,经物体反射后用接收管测量反射回来的光的强度来判断物体颜色深浅,特别是深浅对比度大的情况下,判别效果更佳。本发明的红外传感器采用10对发射管与接收管,红外线的波长采用700nm至1000nm的红外光,接收管的输出电压比较少,故采用8050三极管的开关特性来进行放大,输出的模拟电压可供中央处理器识别。由于10对红外管排布呈直线,如果机器人下方有深浅对比度大的线条形状时,每对红外管的输出电压会不一样,红外光照射在浅色区反射量大,电压更高,通过在处理器的程序算法里加入阈值比较,可以识别出该线条。光电开关也使用该波段的红外光,但是功率提高,使光能探测的距离提高到半米之内,如果前方无障碍物,光电开关将连续输出电压,如果有电压下降沿,则说明前方有障碍。
语音模块是使用的ASR-R8语音模块,是非特定人声识别系统,可以识别非特定的多人标准普通话发音,但是考虑到在室外复杂的声音环境,以后识别时滞的因素,故命令采用由遥控器来发送,而响应由该模块来执行。语音模块可以反复进行编程,可以存储特定的语句,将固定的地点、导航提示音以及其它提示音,先进行存储。模块内部有单独的处理芯片,对音频数据进行处理,中央处理器只需要进行指令发送即可调用相关的声音文件,使语音模块发出清晰的电子女声,经扬声器放大后,盲人可以清晰辨识。
导航系统则由GPS、地磁、惯性导航三种导航方式组合来得到丰富的导航信息,输出的形式均为可由微型计算机读取的电压信号。GPS信号接收器安装在天线杆的顶端,安排在机器人的最高点更容易接收信号,由于该接收头是带磁性的,工作时频率为1.5GHz高频状态,充分与其它电路部分隔离。GPS信号处理器由REB-3571卫星导航芯片作为处理器,处理后的信息通过74HC573和MAX3232CSA串口转化芯片将数据串行化,数据具有固定的格式,包含时间、经度、纬度信息。地磁传感器采用的是霍尼韦尔公司的HMC5883L型平面数据电子罗盘,测量X和Y两个方向的磁阻传感器感应地球的磁分量,从而得到方位角,提供的导航精度为1RMS。在使用前需要对该传感器进行初始化和标定,以精确匹配地球磁场,初始化方法是上电后缓慢绕中轴旋转一周,旋转时间为一分钟,标定是考虑到当地的纬度不同,地球的磁偏角不同,所以需要上网查询当地磁偏角后,将其标定到数据里,通过一定的导航算法得到精确航向信息。惯性导航由简易的测角系统构成,MMA7455加速度计安装的时候地垂线重合,如果不重合则在软件程序里标定,将其考虑到数据里,计算时再减去该项,测量机器人与地垂线的夹角,从而判断是否遇到了上坡。
摄像头模块使用模拟摄像头OV7620,分辨率640*480,每秒产生30帧图像,每帧两场,1秒钟采集60帧图像,采集的图像为黑白图像,直接由中央处理器存储到SD卡内,记录行动的路径图像,可供盲人外的其它人使用。
中央处理器使用的是MC9S12DG128单片机,由于信息量大的语音和GPS部分均有协处理器,该主处理器的功能主要是完成一些传感器信息融合和控制算法的实现。
本发明操作过程简捷,手握住机器人的手推杆,准备好前进后,上电后,传感器开始初始化,按下遥控器启动按钮,选择当前地点和目的地,然后机器人开始用发出电子女声提示刚才的选择,机器人开始前进。在前进过程中,如果由卫星定位到需要转弯的地方,会发出电子女声提示转弯,然后舵机打舵带动方向轮自动转弯;遇到半米内的障碍物,会自动带盲人绕开该障碍,阈发出电子女声提示有障碍;在遇到上坡时,自动亮起指示灯,用电子女声提示前方有上坡。
本发明在结构上进行了丰富设计,充分利用了各传感器的功能,并综合利用导航和控制算法,实现了当前导盲研究与应用领域的一些新突破,达到了智能导盲的作用。
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