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深海“水手”揽下行业专利池 2021年09月15日 新华日报

□ 本报记者 王 拓

从业十几年来,江苏科技大学机械工程学院教授张建不断给自己“加码”,科研、教学、管理、专利各项工作有条不紊。

国家知识产权局日前公布了第二十二届中国专利奖评审结果,张建团队的发明成果入选优秀奖获奖名单。这项成果围绕水下耐压装备,开发了一系列深海装备耐压舱及核心组件,构建了深海耐压结构核心技术专利池,在深海潜水器研制中发挥着重要作用。不久前,他还获评江苏省高校优秀共产党员。

“水深超过2000米的深海,占地球表面的3/5。深潜是探索海洋奥秘的重要方式之一,但我国深潜研究起步较晚。21世纪初,全球仅有少数几台载人深潜装备,我国在很多领域存在空白。“国家的需要,就应该是我的研究方向。”意识到深潜的重要性,张建一头“钻”进深海,先后进入中国船舶科学研究中心、日本埼玉工业大学进行深海潜水器耐压壳创新研发工作。

“第一个困难是针对深海高压环境,极限承载能力解析预报是耐压壳体研发必须解决的技术难题。”张建说,他在江苏科技大学组建了技术攻关团队,开展耐压壳体承载分析与试验研究,在蛟龙号潜水器集成负责人崔维成教授指导下,联合上海深渊科学工程技术研究中心,建立了耐压壳体极限承载能力解析预报模型,开发了相应的分析软件,拓展现有规范中经验模型适用的材料种类和强度等级。

一个技术问题解决了,就攻向下一个难点。“第二个困难是异形耐压壳设计与制造技术,以最优协调深海潜水器综合性能。”为突破异形耐压壳设计技术,张建报名进入中国船舶科学研究中心博士后流动站,开展为期2年的深海耐压壳仿生技术研究,在副所长吴文伟、复合材料带头人王纬波的共同指导下,建立了蛋形耐压壳仿生设计方法,为新概念潜水器研发提供创新结构。为突破异形耐压壳制造技术,他又留学日本一年,学习日本“深海6500”载人潜水器研发知识,开展耐压壳制造工艺力学研究,确立了耐压壳无模胀形研究方向。

当时,业界普遍认为球型是一种比较完美的结构设计,但是没有科学证据证明这一结论的合理性。带着这一疑问,张建开展了蛋壳仿生研究。他发现,在某些特定应用场景下,蛋壳结构确实比球型好。这一研究得到国际同行的肯定和关注。学成归国后,张建将所学知识和研究成果应用于我国两台深潜装备研制中。

对深海潜水器的未来可能性,张建充满畅想。他说,未来深海潜水器将实现谱系化,即构建深海潜水器谱系化作业能力和应用场景,重点关注全海深载人潜水器工程化及科考应用、现役载人潜水器服役性能研究及技术升级、非金属载人舱设计制造、极地应用载人潜水器设计及制造、载人潜水器水下对接和转移、载人潜水器多人多舱设计和制造、异形变厚载人舱无模制造等方面。新概念潜水器研制也将突破现有工作原理和作业模式,研制深海仿生潜水器、海底常驻型潜水器、跨介质型潜水器、智能感知型深海潜水器、潜水器中继站等。例如,研究仿生智能机器鱼型潜水器关键技术,突破柔性大变形的软体材料,基于3D打印的制造技术,基于人工智能的控制技术,基于纳米技术设计制造的传感器等技术。

除了高精尖的科研仪器研发,张建所在的机械工程专业是一个离民生和应用很近的学科。

曾经,一个工业洗涤笼的项目吸引了张建的注意力。一条12米长的洗涤笼,能够容纳1200公斤脏衣服,从进到出两三个小时,衣服就变干净了。经过一段时间研发和验证,张建团队与江苏海狮机械股份有限公司研发的洗涤笼运行效果良好。但洗涤笼设备的很多技术专利掌握在国外公司手中,此时出售产品,可能会引起知识产权纠纷。

无独有偶,海上打桩的项目再次令张建意识到专利的重要性。打桩技术需要知识产权,否则就会造成侵权,但申请专利需要披露技术内容,企业十分担心过分披露使技术秘密外泄,于是陷入两难境地。

张建的热情一下子被激发了。对专利申请流程、写作规范等一窍不通的张建,逢人就打听专利申请事宜,学习经验。

一开始,没摸到门道,张建写的专利并不“合格”,十之八九都受到专业人士的“无情”批评。但他并未放弃,看了很多专业书,研究相关案例,不到两年就掌握了要点,申请的专利几乎都能一次通过。

随着申请专利的增多,他终于品尝到收获的喜悦。一款橡胶塞的改进设计专利,提供给企业用于机器生产后,直接降低了该设备60%的国际价格。

“几万元的专利转让直接为企业创造了千万元利润,同时赢得了同行的尊重。”张建说,专利让企业在国际贸易中挺直了腰板。来向张建请教经验的人越来越多。“授之以鱼,不如授之以渔。”张建制作了一个申请专利的教程,在团队、学院和行业培训班中进行推广。

值得一提的是,刚开始张建所在的团队只有几个人能写专利,普遍不重视专利申请,现在团队中90%的成员都具备了这项技能。同时,张建还开设了专利申请课程,教授学生。初次接触专利,学生们往往丈二和尚摸不着头脑,于是每个学生前两三个专利,往往需要张建亲自写、手把手教。

经过多年努力,围绕海洋工程装备,张建团队研发了不少创新方法、技术、工艺和产品,并形成了四个将近120个专利的专利池。张建说,科技工作者要有科技兴国的情怀,瞄准国家重大战略需求,努力向国家队靠拢;更要坚定目标,致力于解决本行业面临的问题。“要针对学科发展方向和面临的技术瓶颈,开展文献综述和专利导航,明确关键科学技术问题所在,有针对性地制定研究计划和技术方案,以培养高水平人才、发表高质量论文、布局高价值专利、开发高端装备为目标,开展科学研究活动。”

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