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來源：IPRdaily中文網（iprdaily.cn）
作者：茍紅東 王建雄 寶雞市知識產權局
原標題：“防病毒交叉污染電梯按鈕”上的那些民間智慧和腦洞大開的專利新產品
在目前復工形勢迫切的情況下，電梯作為保障和出行的重要工具，多數沒有停運。由于電梯空間小、乘客多，易受污染，特別是被頻繁使用的電梯按鈕，存在交叉感染病毒的巨大隱患。實現對電梯按鈕防污染設計，可以采取不接觸污染介質的非手觸式和對手觸式污染按鈕進行消毒兩種方式，即可大大降低交叉感染的可能性。本文將按照這兩個技術路線對這一領域專利布局和典型專利給與介紹，期望對欲進入這一領域的企業(yè)或發(fā)明人起到拋磚引玉作用。
今年年初，一場突如其來的新型冠狀病毒肺炎疫情打亂了全國人民的生活節(jié)奏，也給本應熱鬧喜慶的春節(jié)澆了一盆冷水。為有效遏制新型冠狀病毒感染，在疫情期間，全國范圍內采取了封路、封村、封小區(qū)等有效的隔離措施，但是電梯作為保障和出行的重要工具，多數沒有停運，在目前復工形勢迫切的情況下，電梯空間小、乘客多，易受污染，特別是被頻繁使用的電梯按鈕，存在交叉感染病毒的巨大隱患。
一、電梯按鈕比馬桶座圈臟5倍，防污染刻不容緩
經過健康實驗室（health.msn.com.cn）對日常辦公接觸的電腦鍵盤、鼠標、手機、門把手、飲水機按鈕、電梯按鈕、馬桶座圈和馬桶沖水時上方的空氣中的菌落數的實驗，結果發(fā)現最臟的地方竟然是電梯按鈕，比馬桶座圈還要臟5倍，下表是辦公場所8種位置菌落數檢測結果。
從上表可以看出，日常辦公中接觸的8個位置中，電梯按鈕中菌落總數最大，電梯按鈕菌落總數是馬桶座圈的近5倍。
關于電梯按鍵的交叉污染問題，也引起了衛(wèi)生專業(yè)人員的關注，如廣西壯族自治區(qū)河池市第一人民醫(yī)院所做的《醫(yī)院電梯按鍵細菌污染及消毒效果調查》（《中國消毒學雜志》2011年第6期，作者張慶娟、程勇），對80個電梯按鍵進行采樣檢測及細菌菌落計數，結果顯示80個電梯按鍵消毒前細菌污染率為100%,其中有的電梯按鍵還同時被幾種細菌污染,菌落數最高為560cfu/cm2。
又另據中山大學附屬第一醫(yī)院醫(yī)學檢驗科和佛山市高明區(qū)人民醫(yī)院檢驗科所做《醫(yī)院電梯按鈕的細菌污染調查》，在醫(yī)院電梯按鈕上分離出的菌株主要是革蘭陽性球菌,占68.80%,其中常見葡萄球菌占45.49%,其他革蘭陽性球菌占23.31%;革蘭陽性桿菌占28.91%,革蘭陰性桿菌占2.29%。所有分離菌種中條件致病菌占89.14%,致病菌分別為金黃色葡萄球菌(8.57%)、鮑曼不動桿菌(2.29%)。這些調查都認為電梯按鈕的清潔狀況是引起醫(yī)院感染的潛在因素,應引起醫(yī)院的重視并加強監(jiān)測與整改。
二、防止電梯按鈕交叉污染的民間智慧多有隱患
在新冠病毒疫情防控中，人們注意到了電梯按鍵交叉?zhèn)魅镜奈：?，因此全國各地人民積極發(fā)揮了民間智慧，自行采取一些簡易實用的防止電梯按鈕交叉污染的方法，諸如采取帶帽圓珠筆、牙簽、餐巾紙、打火機、鑰匙、一次性手套，甚至自制腳踩式簡易電梯按鈕裝置等方式實現間接按壓電梯按鈕的目的。下面先讓我們展示一下民間高手的杰作吧（圖片來源于網絡，文字由作者加注）！
1．貼膜防污染，定時對薄膜消毒，不美觀，薄膜滲漏破壞電路，會有安全隱患
2．餐巾紙阻隔病菌，很方便，但廢紙回收會造成二次污染
3．牙簽戳按鍵，也很方便，但和餐巾紙一樣存在二次污染問題，同時由于頭部太尖，時間長會破壞按鍵表面
4．簽字筆帶帽去芯，這不錯，就怕忘了帶
5．打火機按電梯，打火機也會被污染，不抽煙的人咋辦？最可怕的還有人愛心滿滿打火再為按鍵消毒，安全隱患大，已經發(fā)生了多起事故
6．電梯旁放置免洗消毒液，很貼心，就是人多時太麻煩按電梯的人，非長久之計
7.土法上馬的腳觸電梯按鍵神器，就是無法解決轎廂內樓層按鍵控制
除此之外，各地疫情防控均要求對電梯間和按鍵進行消毒，有些消毒人員將消毒液或酒精噴灑在電梯按鈕上，直接對著電梯按鈕噴消毒液易造成電梯按鈕控制板短路、腐蝕，引起電梯故障，存在安全隱患。僅據電梯資訊網（http://www.haolift.com）2月13日報道，已經有因消毒致50臺電梯出現故障。
三、防污染電梯按鈕技術路線和典型專利
解決電梯按鈕交叉污染已經是當務之急，前面那些土法上馬的辦法要么不方便，要么存在安全隱患，那么我們看看電梯按鈕防污染解決方案中都有哪些專利公開吧。
即使非專業(yè)人士，也知道要實現對電梯按鈕防污染設計，可以采取不接觸污染介質的非手觸式和對手觸式污染按鈕進行消毒兩種方式，即可大大降低交叉感染的可能性。
下面將按照這兩個技術路線對這一領域專利布局和典型專利給與介紹，期望對欲進入這一領域的企業(yè)或發(fā)明人起到拋磚引玉作用。
1.手觸式電梯按鈕，通過對按鈕消毒或隔離確保不被污染
手觸式電梯按鈕并非不夠安全，只要手觸式電梯按鈕采取一定改進措施后，使得活性病毒和細菌含量大大降低甚至為零，即可有效避免因手觸電梯按鈕造成的交叉感染。這類技術便于對現有手觸按鈕改裝或加裝。據中國報告網2019年9月2日發(fā)布的《2019年中國電梯行業(yè)分析報告-行業(yè)競爭現狀與未來動向研究》披露，截至2018年底，國內電梯注冊總量達到627.83萬臺，這些電梯絕大部分為傳統手觸按鈕電梯，對此進行改裝或加裝也是一個巨大市場，這類技術也有較好市場前景。
手觸式電梯按鈕防污染技術路線和典型專利如下：
（1）通過物理方式給電梯按鈕消毒
在電梯按鈕位置，增設物理殺菌結構（如醫(yī)學常用高溫消毒、紫外燈光照殺菌和輻照滅菌等），實現對電梯按鈕自動進行殺菌消毒，避免電梯乘用人員之間的交叉感染，該消毒設備結構簡單，高效便捷，便于安裝和管理。
如日立電梯公司申請的名稱為“帶消毒功能的電梯按鈕”有權發(fā)明專利，通過微型殺菌燈給電梯按鈕實施殺菌，即便用手直接接觸該類型電梯按鈕，也無需擔心交叉感染。
（2）通過化學方式給電梯按鈕消毒
在電梯按鈕位置，增設化學殺菌裝置，通過自動噴灑消毒液實現對電梯按鈕自動進行殺菌消毒，避免電梯乘用人員之間的交叉感染。
如康達電梯公司申請的中國實用新型專利“電梯按鍵消毒裝置”（專利號：201822106196.9），公開了一種電梯按鍵的消毒機構，包括外罩、電機、儲液箱、風機和電路板，電機、儲液箱和風機都安裝在外罩上，外罩內部設有固定塊，固定塊上設有齒條。電機上設有電機桿，電機桿上設有齒輪，齒輪與齒條嚙合。儲液箱上設有出液管和進液管，風機上設有風機管。齒條的前端設有清潔刷。電路板的前端設有按鍵，外罩上設有按鍵孔，電路板的后端設有磁鐵，磁鐵的后端設有電磁鐵，電磁鐵安裝在外罩上。該電梯按鍵的消毒機構結構簡單，自動化程度高，能夠自動將電梯按鍵進行清洗消毒，使得電梯按鍵衛(wèi)生，干凈，方便乘梯人員使用。
專利結構示意圖
（3）選用具備有效滅活病毒和細菌的材料制造電梯按鈕
如名稱為“埃銀納米孔復合材料及在吸附、殺死細菌和病毒中的應用”有權發(fā)明專利，該專利中涉及的復合材料呈粉體狀，熱穩(wěn)定性很好，可以根據需要制成各種尺寸和形狀，方便、安全、零污染，可回收，無限次重復使用，在吸附、殺死廣譜的細菌和病毒特別是SARS病毒方面具有重要的應用。
如果采取一定的生產工藝后，將該復合材料用于制造電梯按鈕，是不是可以有效降低因頻繁使用電梯按鈕造成的交叉感染呢？！
（4）對電梯按鈕采取物理隔離
在現有手觸電梯按鈕表面貼一層隔離膜，簡單又方便，成本基本忽略不計。是一個很不錯的主意，例如無錫市第二人民醫(yī)院申請的“一種可以逐層剝離的電梯按鈕隔離墊”（申請?zhí)枺篊N201520229271.4），包括若干層疊在一起的透明薄膜，所述透明薄膜彼此貼合在一起，所述透明薄膜中間部位有豎直排列的圓形凸起，其直徑大于通用型電梯按鈕直徑，所述相鄰2層透明薄膜頂部的邊緣不重合，外層頂部的邊緣總是高于或者低于內層頂部的邊緣。前邊按完電梯的人粘連在手上撕掉隔膜，始終保持電梯按鈕表面干凈。
一種可以逐層剝離的電梯按鈕隔離墊示意圖
2．非手觸方式啟動電梯，無接觸避免交叉污染
使用非手觸電梯按鈕方式，采用隔離病毒、細菌的思路，完全避免因觸摸電梯按鈕造成的交叉感染，這種解決方案比較適合于新裝電梯?！?019年中國電梯行業(yè)分析報告-行業(yè)競爭現狀與未來動向研究》指出，我國電梯行業(yè)保有量逐年增加，預計到2023年突破千萬臺，新增電梯采用這類技術含量較高，技術難度較大的方案是一個發(fā)展趨勢。
非手觸電梯按鈕防污染技術路線和典型專利具體如下：
（1）感應式非手觸電梯按鈕
將電梯按鈕設計成合適深度的凹槽，使用時，只需將手指深入凹槽內，無需碰觸電梯按鈕表面，通過感應裝置（如紅外感應、可見光感應等）即可實現按鍵操作，同時具備防勿觸發(fā)功能。
如名稱為“一種非接觸式電梯按鈕箱”，該電梯按鈕采用非接觸式，整個使用過程中無需接觸按鈕，有效的避免了按鈕的機械勞損和交叉感染病毒、細菌。
（2）利用生物識別技術實現非手觸方式使用電梯
此類電梯主要通過人體獨有的生物特征形成身份識別，免去了手指碰觸電梯按鈕的過程，實現物理隔離。
例如，非接觸式靜脈識別智能電梯。靜脈識別是一種新興的紅外生物識別技術,它是根據靜脈血液中脫氧血色素吸收近紅外線或人體輻射遠紅外線的特性,用相應波長范圍的紅外相機攝取手背(或指背、指腹、手掌、手腕)的靜脈分布圖,通過歸一化、去噪等預處理后進行濾波增強與靜脈紋路分割、細化修復,然后提取其特征,再與預先注冊到數據庫特征數據進行匹配以確定個人身份。使用時，只需要將手背或手指靠近感應設備即可實現按鈕操作。
如名稱為“一種基于指靜脈識別的系統”有權實用新型專利，可實現非接觸式電梯控制功能。
在比如，利用人臉識別實現電梯控制。用戶通過人臉識別設備，通過刷臉即可實現開門、呼梯、自動點亮目的樓層，無須攜帶任何卡、手機等物品，自在通行，目前市面上已有相應產品。
（3）利用圖像動作解析方式使用電梯
通過攝像頭捕捉圖像并解析人的動作，從而實現對人體指令的識別。包括：上下行選擇指示裝置，其包括投影裝置，所述投影裝置將上下行的圖標和/或文字投影到墻面；指令動作檢測裝置,其包括攝像頭，攝像頭捕捉在投影裝置指示區(qū)域內的投射的圖像變化；圖像解析器，其連接有攝像頭，所述圖像解析器對攝像頭捕獲的圖像進行對比解析，從而得到指令信息。
此方式為用戶提供了一種全新的非接觸式按鈕，避免了接觸式使用電梯時的病毒、細菌的傳播交叉感染。如名稱為“層站圖像解析按鈕及使用該裝置的電梯”有權實用新型專利。
（4）通過RFID無線方式，實現非接觸IC使用電梯
該類型電梯，主要通過一套無線設備（如RFID設備），預先在電梯IC中寫入相應的數據（如樓層信息），將IC隨身攜帶（無需人工刷卡），在靠近電梯時，電梯自動讀取IC中信息，無需進行按鍵操作，自動實現樓層選取。如名稱為“一種非接觸式智能呼梯登記系統”有權發(fā)明專利。
（5）通過手機控制電梯
這類使用電梯的方式，完全依賴一部智能手機即可實現電梯的正常使用。手機最為終端設備，可以通過藍牙、二維碼、通訊軟件與電梯控制系統連接實現對電梯控制操作。
例如，手機藍牙梯控裝置。解放雙手藍牙卡梯控，自動感應，可同時識別多個用戶，自動判斷并點亮用戶目的樓層，讓用戶做到無接觸電梯按鍵，即可乘坐電梯。
如名稱為“一種藍牙電梯控制系統”實用新型專利。
又如，手機APP等方式控制電梯。用戶可通過手機APP、微信小程序，實現室內可視化預約呼梯，將電梯呼到用戶所在樓層，用戶進入電梯后，自動點亮目的樓層。
該類型電梯控制系統通過在手機上安裝APP，并使所述APP與電梯相應通信模塊產生通信連接，通過控制器控制操作面板，使乘客可以直接通過所述APP來控制所述操作面板，其操作簡單、便捷，同時，因人體無需用手去操作所述操作面板，減少了人體接觸病毒、細菌的機會，提高了人體安全健康系數。
實現如上方案的專利是名稱為“電梯控制系統”的實用新型專利，主要通過手機APP實現對電梯的遠程控制。
四、已經上市的電梯按鈕防污染新產品
有了上面這些專利的技術支持，相信會有越來越多的電梯按鈕防污染新產品推向市場，特別是此次疫情過后，這類新產品必將會更加普及，下面梳理了已經見諸報道的新產品，讓我們先看一下有什么新奇之處。
1．免觸摸電梯按鈕
瞧這網（http://www.795.com.cn）公開了一種消毒電梯按鈕，采用了免觸摸設計，每個按鈕都被做成了一個小孔，只要將手指伸進去，即可實現與按按鈕相同的效果，而且，每個小孔里面還配有紫外線殺菌設備，不僅不會傳播細菌，還可以起到消毒的作用。
利用光電開關在手指插進小孔時啟動樓層按鈕，同時利用紫外線為手指消毒。
2．電梯按鈕病毒殺滅裝置
舟山網（http://www.zhoushan.cn） 2月22日報道，由舟山巨洋技術開發(fā)有限公司和中國航天科工集團航天涉海技術研究所聯合研發(fā)的“電梯按鈕病毒冷殺滅裝置”已申請了國家發(fā)明專利并陸續(xù)推向市場。
該套裝置由電腦控制芯片、電機控制器、自動擦拭板三部分組成。整套裝置緊貼電梯按鈕懸掛，其中的自動擦拭板持續(xù)上升和下降，通過頻繁地擦拭，達到對電梯按鈕自動消殺的作用。這一套裝置特別適合加裝在現有電梯按鈕上。
3．腳踩式電梯按鈕
唯淘網（https://www.vitao.com）2018年05月24日在《有趣的電梯創(chuàng)意設計》中公布了腳踩式電梯按鈕，通過腳觸方式實現對電梯門的開閉及樓層的選擇功能，避免手部與外界的接觸，物理隔離更安全，同時如果手里抱太多東西用腳踢也很方便。
當你手里抱著東西時用腳踢按鈕是不是很方便？
4．智能控制電梯系統
站長之家（http://www.chinaz.com）2020-02-09刊載的《無接觸乘梯才是真正的解決之道！》一文中介紹了深圳市旺龍智能科技有限公司，稱其先后發(fā)明IC卡電梯、云電梯、機器人乘梯，目前已推出多種無接觸乘梯的解決方案，并已成熟應用于市場：
方案一：人臉識別乘梯
用戶通過掃臉即可實現開門、呼梯、自動點亮目的樓層，無須攜帶任何卡、手機等物品，自在通行。
方案二：手機藍牙乘梯
業(yè)主回家，開啟手機藍牙和APP，走到單元門口自動感應手機開門，同時將電梯提前呼到一樓等待業(yè)主，業(yè)主進入電梯后，自動感應并點亮樓層按鍵，電梯自動將業(yè)主送到目的樓層。
方案三：藍牙卡無感乘梯
解放雙手藍牙卡梯控，自動感應，可同時識別多個用戶，自動判斷并點亮用戶目的樓層，讓用戶做到無接觸電梯按鍵，即可乘坐電梯。
全國第一個實際使用“解放雙手”藍牙一卡通感應系統的項目
采用旺龍“解放雙手，藍牙無感通行”系統
方案四：手機APP/微信預約呼梯
用戶可通過手機APP、微信小程序，實現室內可視化預約呼梯，將電梯呼到用戶所在樓層，用戶進入電梯后，自動點亮目的樓層。
方案五：云電梯無感通行(最新黑科技)
旺龍云電梯無感通行方案整合以上幾種方案優(yōu)勢，將門禁、訪客、通道等多個系統與電梯系統進行聯動融合，采用智能識別技術(人臉識別、手機藍牙、藍牙卡、二維碼等)，快速識別用戶身份并調度就近電梯前往用戶所在樓層。用戶乘坐先達電梯，電梯自動點亮并將用戶送達目的樓層，用戶全程無需手動操作，無感通行。
通過該公司官網介紹，旺龍公司與華為聯手推出的無接觸智能乘梯解決方案，基于華為云與旺龍構建的園區(qū)物聯網平臺，實現電梯、門禁、通道閘、訪客機、停車場、智能家居等終端授權聯動，通過手機APP/小程序/手機藍牙等方式實現遠程呼叫電梯、自動點亮目的樓層，解決傳統電梯的身體接觸、長時間等待、陌生人使用等問題，實現物業(yè)科學管控、用戶安全通行。
五、總結：防病毒、細菌交叉感染電梯按鈕應用場景
前文提出了各類具有防病毒、細菌交叉感染的電梯按鈕或控制方法，考慮加入人員身份認證這一安全因素后，這些電梯應用場景并不相同，具體如下：
上述提及的電梯類型中，筆者將“通過手機控制的電梯類型”的應用場景暫且歸到相對獨立、用戶相對固定且具有一定安全要求的小區(qū)或單位等場景。主要原因在于，現階段網絡技術發(fā)展還不夠完善，在人流量大、人員不固定的醫(yī)院、商場、電影院等場景使用時，易出現控制電梯混亂、效率低下的現象發(fā)生，同時也影響電梯使用壽命。事實上，待物聯網技術極大發(fā)展成熟后且廣泛應用于人類生活后，通過手機APP控制使用的電梯則可以廣泛應用于各個場景。
最后筆者又想到，“將來會不會發(fā)明一種完全通過人類意念控制的電梯呢？”，僅根據筆者掌握的專利數據信息，暫時尚未發(fā)現存在相應的有權專利。
筆者相信，隨著電梯制造技術的不斷發(fā)展，未來更智能、更便捷、更安全的電梯必將應用而生，完全用意念控制電梯使用在不遠將來也必定能夠實現，因為全球范圍內各國對“用意念控制物體”的實驗正進行著越來越深入的持續(xù)性研究！
來源：IPRdaily中文網（iprdaily.cn）
作者：茍紅東 王建雄 寶雞市知識產權局
編輯：IPRdaily王穎 校對：IPRdaily縱橫君
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本文來自IPRdaily中文網（iprdaily.cn）并經IPRdaily.cn中文網編輯。轉載此文章須經權利人同意，并附上出處與作者信息。文章不代表IPRdaily.cn立場，如若轉載，請注明出處：“http://tjjsmcc.com/
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