常珊

摘 ?要：本文介紹了壓路機(jī)基本情況，并結(jié)合專利申請(qǐng)情況簡(jiǎn)要分析了國(guó)內(nèi)外壓路機(jī)技術(shù)的發(fā)展歷程與壓路機(jī)技術(shù)的未來(lái)發(fā)展方向。

一、壓路機(jī)基本情況

壓路機(jī)是一種對(duì)路面材料進(jìn)行加載使之達(dá)到一定密實(shí)度和平整度的作業(yè)機(jī)構(gòu)，可分為靜壓式、沖擊式、振動(dòng)式，靜力式是利用自身重力產(chǎn)生的靜滾壓力作用，沖擊式是利用物體從一定高度處落下沖擊被壓實(shí)材料使之被壓實(shí)，振動(dòng)式是利用固定在物體上的振動(dòng)器所產(chǎn)生的激振力使之被壓實(shí)[1]。

二、壓路機(jī)的國(guó)外發(fā)展歷程

第一個(gè)階段是早期階段。在18世紀(jì)是畜力牽引式的壓路機(jī)。在19世紀(jì)專利申請(qǐng)主要是以蒸汽為動(dòng)力的壓路機(jī)。在早期社會(huì)經(jīng)濟(jì)中，由于工業(yè)生產(chǎn)技術(shù)的先進(jìn)性，全球早期大部分專利申請(qǐng)來(lái)自于英國(guó)和美國(guó)[2]。在1894年英國(guó)人WRIGHT EDWARD THOMAS申請(qǐng)了第一個(gè)蒸汽壓路機(jī)專利GB189415467A。在1897年美國(guó)人HINMAN CLEMENT F申請(qǐng)了第一個(gè)自行式三輪壓路機(jī)專利US649423A。

第二個(gè)階段是發(fā)展階段。在19世紀(jì)中葉專利申請(qǐng)主要是以內(nèi)燃機(jī)為動(dòng)力的壓路機(jī)。在20世紀(jì)初大噸位壓路機(jī)成為這一階段專利申請(qǐng)的主要方向。第二階段后期，隨著振動(dòng)式壓路機(jī)原理的深入研究，在1982 年瑞典設(shè)計(jì)了水平方向振蕩壓路機(jī)。英、美、加拿大等國(guó)從1894年開始就有關(guān)于壓路機(jī)的專利申請(qǐng)，而德、瑞典、日本、韓等國(guó)是從20世紀(jì)60年代開始才有關(guān)壓路機(jī)的專利申請(qǐng)。

第三階段是快速成長(zhǎng)階段。這一時(shí)期的研究主要集中在振動(dòng)壓路機(jī)參數(shù)優(yōu)化等方面，通過(guò)振動(dòng)頻率、幅度的無(wú)級(jí)連續(xù)調(diào)節(jié)來(lái)改善壓實(shí)效果。德國(guó)哈姆股份公司2013年申請(qǐng)的專利CN103243630A主要就是對(duì)振動(dòng)振蕩壓路機(jī)的振動(dòng)頻率的無(wú)級(jí)連續(xù)調(diào)節(jié)方式的改進(jìn)。

三、壓路機(jī)的國(guó)內(nèi)發(fā)展歷程

在1940年大連制造出第一臺(tái)蒸汽式壓路機(jī)。在1952年上海市廈門路機(jī)械廠制造出以內(nèi)燃機(jī)為驅(qū)動(dòng)的壓路機(jī)。在1961年西安公路交通大學(xué)與西安筑路機(jī)械廠制造出自行式振動(dòng)壓路機(jī)。在1974年洛陽(yáng)建筑與長(zhǎng)沙所制造出第一臺(tái)液壓傳動(dòng)振動(dòng)壓路機(jī)。在1983年洛陽(yáng)建筑引進(jìn)美國(guó)HRSTER公司技術(shù)，合作生產(chǎn)鉸接式振動(dòng)壓路機(jī)。在1984年徐工引進(jìn)瑞典戴納帕克輪胎式驅(qū)動(dòng)振動(dòng)壓路機(jī)和串聯(lián)式振動(dòng)壓路機(jī)技術(shù)。

隨著我國(guó)專利法制度的實(shí)施，德國(guó)申請(qǐng)人貝諾·卡頓埃格1985年在我國(guó)申請(qǐng)了第一件壓路機(jī)的發(fā)明專利CN85106800A。在1985年之后，我國(guó)有關(guān)壓路機(jī)的專利申請(qǐng)主要申請(qǐng)人有三一、中聯(lián)重科、常林、廈工、徐工、柳工等，另外在高校等科研單位中，長(zhǎng)安大學(xué)申請(qǐng)量處于領(lǐng)先地位。分析重要申請(qǐng)人專利申請(qǐng)情況可知，我國(guó)早期申請(qǐng)常林、廈工較多，而近些年三一、柳工、徐工等企業(yè)申請(qǐng)量顯著增加。如圖1所示為我國(guó)有關(guān)壓路機(jī)技術(shù)的重要申請(qǐng)人及其專利申請(qǐng)量。

作為壓路機(jī)技術(shù)的重要申請(qǐng)企業(yè)，三一在2000年第一次申請(qǐng)的有關(guān)壓路機(jī)的專利申請(qǐng)CN2428513Y，其是對(duì)振動(dòng)式壓路機(jī)振動(dòng)輪冷卻系統(tǒng)的改進(jìn)。隨后三一一直致力于振動(dòng)式壓路機(jī)冷卻系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的改進(jìn)。在2002年三一申請(qǐng)了第一件有關(guān)壓路機(jī)振動(dòng)輪冷卻系統(tǒng)的改進(jìn)的發(fā)明專利CN1331363A。由于使用率的關(guān)系，終于在2003年三一申請(qǐng)了第一件有關(guān)輪胎壓路機(jī)的專利CN2644484Y。而在2005年三一申請(qǐng)了第一件有關(guān)壓路機(jī)轉(zhuǎn)向操作系統(tǒng)改進(jìn)的發(fā)明專利CN1730824A。在2007年三一申請(qǐng)了第一件有關(guān)壓路機(jī)控制系統(tǒng)改進(jìn)的發(fā)明專利CN101082200A。隨后三一一直致力于各種壓路機(jī)控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的改進(jìn)。緊跟國(guó)際發(fā)展，三一致力于壓路機(jī)調(diào)幅調(diào)頻的研究，同時(shí)考慮人員舒適性，在2011年三一申請(qǐng)了第一件有關(guān)振動(dòng)式壓路機(jī)調(diào)幅組件改進(jìn)的發(fā)明專利CN102094378A，同年申請(qǐng)了第一件有關(guān)振動(dòng)式壓路機(jī)減振裝置的專利CN202175903U。如圖2所示為三一壓路機(jī)技術(shù)專利申請(qǐng)歷程。

作為壓路機(jī)技術(shù)申請(qǐng)量最大的高校，長(zhǎng)安大學(xué)在2002年第一次申請(qǐng)了有關(guān)壓路機(jī)的專利申請(qǐng)CN2565864Y，其是對(duì)振動(dòng)式壓路機(jī)振幅調(diào)節(jié)的改進(jìn)。隨后長(zhǎng)安大學(xué)對(duì)壓路機(jī)的研究主要集中在沖擊式壓路機(jī)。在2005年長(zhǎng)安大學(xué)申請(qǐng)了第一件有關(guān)沖擊式壓路機(jī)平衡裝置改進(jìn)的發(fā)明專利CN1687527A。而在2009年長(zhǎng)安大學(xué)申請(qǐng)了第一件有關(guān)振動(dòng)式壓路機(jī)控制系統(tǒng)改進(jìn)的發(fā)明專利CN101576738A，同年，申請(qǐng)了第一件有關(guān)振動(dòng)式壓路機(jī)振幅無(wú)極調(diào)節(jié)改進(jìn)的專利CN201459578U。在2010年長(zhǎng)安大學(xué)申請(qǐng)了第一件有關(guān)振動(dòng)式壓路機(jī)減振裝置的發(fā)明專利CN101749364A。在2012年長(zhǎng)安大學(xué)申請(qǐng)了第一件有關(guān)計(jì)算機(jī)控制壓路機(jī)的遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)的專利CN202534136U。從此長(zhǎng)安大學(xué)對(duì)壓路機(jī)的研究邁向智能化。如圖3所示為長(zhǎng)安大學(xué)壓路機(jī)技術(shù)專利申請(qǐng)歷程。

總的來(lái)說(shuō)，國(guó)內(nèi)申請(qǐng)人的分布還是比較集中的，78%的申請(qǐng)人為企業(yè)，高校/研究院和個(gè)人分別只占了8%和14%，如圖4所示為我國(guó)專利申請(qǐng)人類型分布圖，主要是因?yàn)閴郝窓C(jī)為大型工程機(jī)械，與實(shí)際生產(chǎn)緊密相關(guān)，也只有在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中才能接觸到從而進(jìn)行改進(jìn)。

四、壓路機(jī)技術(shù)發(fā)展方向

通過(guò)液壓技術(shù)可以使復(fù)雜的壓路機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單化，可使行走系統(tǒng)無(wú)級(jí)變速、可使振動(dòng)系統(tǒng)在較大范圍內(nèi)調(diào)頻和變幅，改善使用性能和提高應(yīng)用范圍;通過(guò)液壓與電子控制的有機(jī)結(jié)合，可以采集工作狀態(tài)參數(shù)，實(shí)現(xiàn)自我診斷，實(shí)現(xiàn)故障的自動(dòng)報(bào)警、振動(dòng)頻率和振幅的自動(dòng)調(diào)節(jié)及壓實(shí)度的隨機(jī)檢測(cè);通過(guò)設(shè)計(jì)更換不同功能的模塊結(jié)構(gòu)和標(biāo)準(zhǔn)附件能直接改變壓實(shí)性能和用途及壓路機(jī)類型;通過(guò)按人機(jī)工程學(xué)設(shè)計(jì)，能提高人機(jī)的安全性和操作的舒適性;通過(guò)無(wú)人駕駛或地面遙控壓路機(jī)也是未來(lái)機(jī)器自動(dòng)化的發(fā)展趨勢(shì)。

參考文獻(xiàn)

[1]周萼秋，易小剛，湯漢輝.現(xiàn)代壓實(shí)機(jī)械[M].北京：人民交通出版社，2003

[2]萬(wàn)漢馳，中國(guó)壓實(shí)機(jī)械60年的輝煌與啟示[J].建筑機(jī)械化，2009，10：46-52