成都余行专利代理事务所·硬科技专利分析系列

板块四：实战指南——专利规避、布局与诉讼（2/6）

“专利零件”方法论实战：如何对特斯拉仿生膝关节进行规避设计？

——从拆解到重构，手把手教企业绕过巨头专利壁垒

导语

第19篇，我们演示了如何通过FTO分析判断一个技术方案是否侵权——结论是“五连杆方案”大概率不侵犯特斯拉的“四连杆”专利。

这是一个好的开始。但FTO分析只能告诉你“能不能走这条路”。如果分析结果显示“这条路被专利堵死了”，你该怎么办？

这时候就需要 “规避设计”（Design Around） ——在不侵犯他人专利权的前提下，设计出能够实现相同或类似功能的技术方案。

规避设计不是“抄袭后改一改”，而是一种高质量的创新方法。它要求你深入理解专利的权利要求结构，找到其保护范围的“边界”，然后在边界之外找到新的技术路径。

成都余行专利代理事务所独创的 “专利零件”分析方法，正是为规避设计而生的工具——将专利拆解为一个个“零件”要素，识别哪些是“不可绕过的核心”、哪些是“可以替换的部件”，然后有针对性地进行替代设计。

本文以特斯拉仿生膝关节专利（US20260097493A1）为对象，完整演示从“拆解”到“重构”的规避设计全流程。

一、专利规避设计的基本方法论

1.1 什么是“专利零件”分析方法？

“专利零件”分析方法的核心思路是：将专利权利要求中的每一个技术特征，视为一个独立的“零件”。

拆解：将专利的权利要求逐项拆解为“零件”清单；
分析：判断每个“零件”的法律效力（是否为核心必要特征）；
替换：对“零件”进行删除、替换或重组，形成新的技术方案；
验证：确认新方案不落入专利的保护范围，且具有可专利性。

1.2 规避设计的“四种策略”

策略	操作方式	适用场景
策略一：替换法	用不同的技术手段实现相同的功能	某个“零件”有已知的替代方案
策略二：消除法	去掉某个非必要的“零件”	某个“零件”并非实现功能所必需
策略三：合并法	将多个“零件”合并为一个整体	分解式布局的专利
策略四：改序法	改变“零件”的执行顺序或连接关系	方法/流程类专利

二、特斯拉仿生膝关节专利的“零件”拆解

2.1 独立权利要求1的拆解

US20260097493A1 权利要求1（原文概括）：

“一种用于机器人关节的组件，包括：
（A）第一构件，被配置为连接到第一机器人肢体；
（B）第二构件，被配置为连接到第二机器人肢体，所述第二构件可相对于所述第一构件围绕关节轴线旋转；
（C）四连杆机构，将所述第一构件与所述第二构件可操作地连接；
（D）所述四连杆机构被配置为在所述第二构件相对于所述第一构件旋转时，改变所述关节的机械增益。”

“专利零件”拆解表：

零件编号	零件名称	技术特征描述	功能	是否为核心必要特征？
A	第一构件	连接到第一肢体（大腿侧）	提供固定基准	✅ 是（任何膝关节都需要）
B	第二构件	连接到第二肢体（小腿侧），可旋转	提供运动输出	✅ 是（任何膝关节都需要）
C	四连杆机构	4根连杆+4个枢轴点	核心传动	⚠️ 核心，但可被替代
D	机械增益变化	在旋转过程中改变机械增益	核心功能效果	✅ 是（本发明的核心贡献）

2.2 核心“零件”C的分析

零件C（四连杆机构）是特斯拉专利的“核心零件”——也是竞争对手最需要绕过的“零件”。

四连杆机构的特征：

由4根连杆组成闭环；
4个转动副（枢轴点）；
1个自由度；
瞬心轨迹由四个枢轴点的几何位置决定。

潜在替代方案：

替代方案	自由度	机械增益变化能力	与专利的差异
四连杆（特斯拉）	1自由度	✅ 有	—
五连杆	2自由度	✅ 有（更丰富）	连杆数不同（5≠4）
六连杆	3自由度	✅ 有	连杆数不同（6≠4）
凸轮机构	1自由度	✅ 有	传动原理完全不同
椭圆齿轮	1自由度	✅ 有	传动原理完全不同

关键结论：只要不使用“四连杆”作为传动机构，就不落入零件C的保护范围——这就是规避设计的核心突破口。

三、完整规避设计方案：五连杆膝关节

3.1 方案概述

用五连杆机构替代四连杆机构，实现相同的“可变机械增益”功能。

3.2 五连杆 vs 四连杆的差异分析

对比维度	四连杆（特斯拉专利）	五连杆（规避方案）	差异性质
连杆数量	4根	5根	数量不同
枢轴点数量	4个	5个	数量不同
自由度	1个	2个	运动学特性不同
瞬心轨迹	由4个枢轴几何决定	由5个枢轴几何决定，更复杂	轨迹生成原理不同
机械增益变化	有	有（通过优化可实现）	功能相同，但实现方式不同
控制复杂度	较低	较高（多一个自由度）	额外技术挑战，也是专利点

3.3 五连杆方案是否侵权？

根据“全面覆盖原则”：侵权判定要求被控方案包含专利权利要求的全部技术特征。

专利权利要求中明确限定为“四连杆机构”——五连杆方案包含了5根连杆，而非4根。

专利的零件C：四连杆（4根连杆+4个枢轴）
五连杆方案：五连杆（5根连杆+5个枢轴）

结论：五连杆方案至少缺少了权利要求1的一个必要技术特征（“四连杆机构”），不构成字面侵权。

等同侵权风险：

在司法实践中，即使不构成字面侵权，还可能构成“等同侵权”——即用基本相同的方式、实现基本相同的功能、达到基本相同的效果。

五连杆与四连杆在“方式”上是否“基本相同”？

四连杆：4根连杆形成1个自由度
五连杆：5根连杆形成2个自由度
运动学原理不同、自由度不同、设计方法不同

等同侵权风险：较低。五连杆与四连杆在传动原理上存在实质性差异，不构成等同替换。

3.4 五连杆方案的专利价值

五连杆方案虽然是为了规避特斯拉专利而设计的，但它本身也具有可专利性：

专利方向	可专利性分析	建议
五连杆膝关节结构	与四连杆存在实质性差异，具备新颖性	✅ 建议申请发明专利
五连杆的机械增益优化方法	多一个自由度，优化方法不同	✅ 建议同时申请方法专利
五连杆的控制策略	2自由度的控制比1自由度更复杂	✅ 建议申请控制算法专利

四、规避设计的“升级版”：超越规避的自主创新

4.1 从“规避”到“创新”

规避设计的最高境界，不是“做了一个不侵权的替代品”，而是“在规避的过程中，发现了新的技术优势”。

五连杆方案相比四连杆方案，虽然更复杂（多一个自由度），但也带来了新的可能性：

新可能性	描述	商业价值
更丰富的机械增益曲线	2自由度可产生更复杂的增益变化模式	可针对不同场景做精细化调校
更好的抗冲击性	多一个连杆分担载荷	提升关节的可靠性和寿命
更大的设计空间	5根连杆的几何优化空间大于4根	可针对不同应用场景做定制化设计

4.2 专利布局的“攻守转换”

通过规避设计，企业不仅绕过了特斯拉的专利，还获得了自己的专利资产：

【初始状态】
特斯拉有四连杆专利 → 你被挡在门外

【规避设计后】
你有五连杆专利 → 你获得了进入市场的自由
    +
五连杆本身具有专利价值 → 你可以阻止他人使用五连杆方案
    +
五连杆与四连杆在功能上竞争 → 你可以在市场上与特斯拉正面竞争

这就是“攻守转换” ——从“被专利堵住”到“拥有自己的专利”，从“防守”到“进攻”。

五、给全国企业的规避设计实战建议

建议一：规避设计的起点是“读懂专利”，终点是“超越专利”

很多企业做规避设计的思路是“抄一下、改一下”——但这种思路很难产生高质量的专利。

正确的思路是：

读懂专利：用“专利零件”方法，把专利拆解到“零件”级；
识别边界：找出哪些“零件”是绕不开的、哪些是能替换的；
设计替代：针对可替换的“零件”，寻找颠覆性的替代方案；
超越对手：在替代方案中找到对手没有的技术优势。

建议二：规避设计不要“只做一次”

专利是动态的。今天不侵权的方案，明天可能因为对方专利的修改或新专利的授权而变得侵权。

成都余行建议：规避设计完成后，每6-12个月重新进行一次FTO分析确认。同时，持续监控竞争对手的专利申请动态，提前预判风险。

建议三：规避设计要找“能跨界”的专业机构

规避设计要求团队同时具备“技术理解力”（懂工程）和“专利法律力”（懂侵权判断）。建议选择既有理工科背景又有专利法律背景的专业机构。

成都余行专利代理事务所位于成都高新区益州大道北段777号中航国际交流中心A座602。我们以“专利零件”分析方法为核心工具，为全国硬科技企业提供从专利拆解、FTO分析、规避方案设计到新方案专利布局的全流程服务。

如果您希望为企业的核心技术方案进行一次专业的规避设计咨询，欢迎联系我们。

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板块四第3篇（系列第21篇）：《人形机器人仿生关节的“空白区”在哪里？——专利导航实战》

我们将从“防守”转向“进攻”，通过专利导航分析，找出全球仿生关节专利布局中尚未被巨头覆盖的“空白区”，为企业指明自主创新的方向。敬请期待。

本文基于特斯拉US20260097493A1专利文件撰写，五连杆方案为规避设计演示示例，仅供方法论参考，不构成法律意见。如需正式规避设计服务，欢迎来电咨询。