周琦

【摘要】本文首先從起重機(jī)回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)作用、組成等幾方面來介紹起重機(jī)回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的技術(shù)發(fā)展路線，然后對回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)方面專利申請的趨勢，以及該方面重要的申請人進(jìn)行分析，并對重要申請的一些代表性專利進(jìn)行了總結(jié)。

【關(guān)鍵詞】起重機(jī)回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)專利趨勢

隨著經(jīng)濟(jì)建設(shè)的發(fā)展和制造技術(shù)的提高，各種新型機(jī)械不斷涌現(xiàn)，施工現(xiàn)場對大型化、復(fù)雜的起重機(jī)械的需求日益增加，起重機(jī)作業(yè)時，除了依靠起升機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)重物的垂直位移外，多數(shù)情況下還需要靠回轉(zhuǎn)運(yùn)動實(shí)現(xiàn)水平位移，回轉(zhuǎn)支承作為工程機(jī)械的“腰”，是塔機(jī)、門座、浮吊、等懸臂式起重機(jī)完成回轉(zhuǎn)運(yùn)動的關(guān)鍵部件，其動態(tài)特性直接影響整個起重機(jī)的工作性能。

1、回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的基本概念

1.1回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的作用

一般工程起重機(jī)作業(yè)時為了把重物吊到制定位置，要實(shí)現(xiàn)所吊重物的垂直位移和水平位移，垂直位移是起升機(jī)來實(shí)現(xiàn)的，為了實(shí)現(xiàn)水平位移，汽車起重機(jī)要具備回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，這樣可以提高起重機(jī)的作業(yè)時的靈活性和工作效率?；剞D(zhuǎn)機(jī)構(gòu)是由回轉(zhuǎn)支承和驅(qū)動旋轉(zhuǎn)部分轉(zhuǎn)動的回轉(zhuǎn)驅(qū)動兩部分裝置組成，用以使臂架做回轉(zhuǎn)運(yùn)動?；剞D(zhuǎn)機(jī)構(gòu)液壓系統(tǒng)一般由回轉(zhuǎn)換向閥、回轉(zhuǎn)緩沖閥、液壓馬達(dá)和液壓泵等組成。

1.2起重機(jī)回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的組成

起重機(jī)回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)是實(shí)現(xiàn)吊臂旋轉(zhuǎn)作業(yè)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，包括回轉(zhuǎn)驅(qū)動、回轉(zhuǎn)支撐及轉(zhuǎn)臺三部分。轉(zhuǎn)臺通過螺栓與回轉(zhuǎn)支承裝置連接，回轉(zhuǎn)支承又固定在底盤的專用座圈上。轉(zhuǎn)臺一般為整體式的焊接結(jié)構(gòu)，按使用功能可分為四個部分：主體結(jié)構(gòu)、底板座圈、連接支架部、尾箱。目前國內(nèi)外起重機(jī)采用最廣泛的回轉(zhuǎn)支撐形式是滾動軸承式回轉(zhuǎn)支撐，滾動軸承一般由內(nèi)圈、外圈和滾動體等構(gòu)成，對密封性和潤滑要求較高。而對于回轉(zhuǎn)驅(qū)動，常見的起重機(jī)回轉(zhuǎn)驅(qū)動有兩種：液壓型的和電機(jī)型。液壓型是通過高壓液壓油帶動液壓馬達(dá)運(yùn)轉(zhuǎn)。高速馬達(dá)一般配合減速機(jī)使用，進(jìn)行回轉(zhuǎn)動作時，油泵吸取液壓油并加壓，通過管路、閥門等傳輸給液壓馬達(dá)，液壓馬達(dá)再驅(qū)動減速機(jī)回轉(zhuǎn)進(jìn)而驅(qū)動回轉(zhuǎn)支撐內(nèi)圈轉(zhuǎn)動，帶動整個上車部分回轉(zhuǎn)。電機(jī)型驅(qū)動是由電動機(jī)、減速器、聯(lián)軸器等組成，最后一級齒輪與回轉(zhuǎn)支撐內(nèi)齒圈嚙合驅(qū)動回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)動。

2、專利申請趨勢分析

2.1建立回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)數(shù)據(jù)庫

通過非常準(zhǔn)確的IPC分類號、FI分類號，IPC分類號B66C23/84（..回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)）、B66C23/86（…液壓驅(qū)動的）以及FI分類號B66C23/84&B（通過柔性裝置驅(qū)動的）、B66C23/84&C（通過缸體的）、B66C23/84&D（通過蝸桿蝸輪裝置驅(qū)動的）與比較準(zhǔn)確的關(guān)鍵詞、轉(zhuǎn)庫檢索等檢索策略相結(jié)合，獲取初步結(jié)果后將檢索文獻(xiàn)中的明顯噪聲清理，并利用S系統(tǒng)的統(tǒng)計命令和Excel對該領(lǐng)域的中國專利申請數(shù)據(jù)和全球?qū)＠暾垟?shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計分析。

2.2專利申請趨勢以及重要申請人分析

起重機(jī)回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)全國申請數(shù)量普遍呈現(xiàn)增長趨勢。最早的回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)專利為1971年克拉克公司申請的US3726418A，此后40多年里，專利申請的增長緩慢，從2005年以后進(jìn)入快速增長期。全球回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)專利技術(shù)的申請主要來源國是日本、德國、美國、中國和蘇聯(lián)；其中申請量最多的是日本和美國，其中1995年以后進(jìn)入快速增長時期，1997-1999年出現(xiàn)短期回落，進(jìn)入調(diào)整期，2000年再次進(jìn)入增長期，2000-2002年處于基本穩(wěn)定時期，而2002年之后申請量有所下降，此時回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)技術(shù)已趨于基本成熟。在回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)領(lǐng)域中國的專利申請量增幅較快，中國的回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)專利申請自2008年以來申請量增幅較快，自2008年以來，國內(nèi)申請人專利申請量的年均增幅就已經(jīng)超過了國外申請人的專利申請量的年均增幅。

在起重機(jī)的回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)領(lǐng)域，由于該機(jī)構(gòu)主要應(yīng)用與一些重型設(shè)備，因此目前國內(nèi)主要申請人以大公司為主，個人申請相對較少。實(shí)際上，由于相較于以歐美為代表的西方國家，回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)技術(shù)在國內(nèi)起步屬于較晚，因而研發(fā)主力主要集中于大公司和高校/研究院所。其中，中國的申請人主要是徐工、三一和中聯(lián)重科。雖然早期回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)專利技術(shù)的來源是美國、德國和日本，并且國外的技術(shù)相對比較成熟，但是在2000年之后，尤其是近幾年（見圖2），中國的徐工、三一和中聯(lián)重科的起重機(jī)回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)技術(shù)的發(fā)展非常迅速，在世界范圍內(nèi)也處于主導(dǎo)地位。從其在起重機(jī)回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)技術(shù)方面的專利申請數(shù)量，也可在一定程度上反映這一情況。

從申請的分類比重統(tǒng)計來看，柔性裝置驅(qū)動的回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)技術(shù)的專利申請量相對最少，這可能是由于其相較于液壓機(jī)構(gòu)驅(qū)動的回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)技術(shù)，在性能方面存在某些不足，因而導(dǎo)致發(fā)展停滯。而作為回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)技術(shù)中的重要分支，液壓驅(qū)動的回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的專利申請量較大，占據(jù)了歷年專利申請的主導(dǎo)地位，其整體走勢直接影響到總申請量走勢，因此，液壓驅(qū)動的回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)以及基于其發(fā)展的缸體驅(qū)動的回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)是回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)領(lǐng)域的主導(dǎo)技術(shù)。

3、重要申請人的專利分析

在回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)技術(shù)領(lǐng)域，主要申請人主導(dǎo)了回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)技術(shù)的進(jìn)步。主要申請人的申請量占據(jù)了該領(lǐng)域總申請量的三分之一以上；然而就國內(nèi)的起重機(jī)廠商而言，中聯(lián)公司在回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)技術(shù)方面的專利申請最多，而三一與徐工的申請量差不多，并且這三家公司的申請主要集中在2009年之后，可見對于這項(xiàng)技術(shù)的改進(jìn)相對來說還是比較新的，同時也表明了這三家公司的研究團(tuán)隊(duì)對于之前的現(xiàn)有技術(shù)進(jìn)行了深入的研究?；谄湓谄鹬貦C(jī)回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)方面技術(shù)領(lǐng)先地位，下表將對這三家公司的起重機(jī)回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)代表性專利技術(shù)進(jìn)行分析。

4、結(jié)論

通過以上分析可以看出，起重機(jī)回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)技術(shù)的研發(fā)具體集中在國外公司，目前其申請量趨于相對穩(wěn)定，目前中國在該方面技術(shù)也有大量的研究，但在申請量方面以及研究深度方面都尚未達(dá)到國外的水平；從目標(biāo)市場申請量方面分析可以看出，中國在該領(lǐng)域的市場還是很有發(fā)展?jié)摿?，中國申請人也?yīng)多研究和借鑒施樂公司的該領(lǐng)域的前沿技術(shù)，增強(qiáng)我國該方面技術(shù)的競爭實(shí)力。