起重机回转机构专利分析

周琦

【摘要】本文首先从起重机回转机构作用、组成等几方面来介绍起重机回转机构的技术发展路线，然后对回转机构方面专利申请的趋势，以及该方面重要的申请人进行分析，并对重要申请的一些代表性专利进行了总结。

【关键词】起重机回转机构专利趋势

随着经济建设的发展和制造技术的提高，各种新型机械不断涌现，施工现场对大型化、复杂的起重机械的需求日益增加，起重机作业时，除了依靠起升机构实现重物的垂直位移外，多数情况下还需要靠回转运动实现水平位移，回转支承作为工程机械的“腰”，是塔机、门座、浮吊、等悬臂式起重机完成回转运动的关键部件，其动态特性直接影响整个起重机的工作性能。

1、回转机构的基本概念

1.1回转机构的作用

一般工程起重机作业时为了把重物吊到制定位置，要实现所吊重物的垂直位移和水平位移，垂直位移是起升机来实现的，为了实现水平位移，汽车起重机要具备回转机构，这样可以提高起重机的作业时的灵活性和工作效率。回转机构是由回转支承和驱动旋转部分转动的回转驱动两部分装置组成，用以使臂架做回转运动。回转机构液压系统一般由回转换向阀、回转缓冲阀、液压马达和液压泵等组成。

1.2起重机回转机构的组成

起重机回转机构是实现吊臂旋转作业的执行机构，包括回转驱动、回转支撑及转台三部分。转台通过螺栓与回转支承装置连接，回转支承又固定在底盘的专用座圈上。转台一般为整体式的焊接结构，按使用功能可分为四个部分：主体结构、底板座圈、连接支架部、尾箱。目前国内外起重机采用最广泛的回转支撑形式是滚动轴承式回转支撑，滚动轴承一般由内圈、外圈和滚动体等构成，对密封性和润滑要求较高。而对于回转驱动，常见的起重机回转驱动有两种：液压型的和电机型。液压型是通过高压液压油带动液压马达运转。高速马达一般配合减速机使用，进行回转动作时，油泵吸取液压油并加压，通过管路、阀门等传输给液压马达，液压马达再驱动减速机回转进而驱动回转支撑内圈转动，带动整个上车部分回转。电机型驱动是由电动机、减速器、联轴器等组成，最后一级齿轮与回转支撑内齿圈啮合驱动回转机构转动。

2、专利申请趋势分析

2.1建立回转机构数据库

通过非常准确的IPC分类号、FI分类号，IPC分类号B66C23/84（..回转机构）、B66C23/86（…液压驱动的）以及FI分类号B66C23/84&B（通过柔性装置驱动的）、B66C23/84&C（通过缸体的）、B66C23/84&D（通过蜗杆蜗轮装置驱动的）与比较准确的关键词、转库检索等检索策略相结合，获取初步结果后将检索文献中的明显噪声清理，并利用S系统的统计命令和Excel对该领域的中国专利申请数据和全球专利申请数据进行统计分析。

2.2专利申请趋势以及重要申请人分析

起重机回转机构全国申请数量普遍呈现增长趋势。最早的回转机构专利为1971年克拉克公司申请的US3726418A，此后40多年里，专利申请的增长缓慢，从2005年以后進入快速增长期。全球回转机构专利技术的申请主要来源国是日本、德国、美国、中国和苏联；其中申请量最多的是日本和美国，其中1995年以后进入快速增长时期，1997-1999年出现短期回落，进入调整期，2000年再次进入增长期，2000-2002年处于基本稳定时期，而2002年之后申请量有所下降，此时回转机构技术已趋于基本成熟。在回转机构领域中国的专利申请量增幅较快，中国的回转机构专利申请自2008年以来申请量增幅较快，自2008年以来，国内申请人专利申请量的年均增幅就已经超过了国外申请人的专利申请量的年均增幅。

在起重机的回转机构领域，由于该机构主要应用与一些重型设备，因此目前国内主要申请人以大公司为主，个人申请相对较少。实际上，由于相较于以欧美为代表的西方国家，回转机构技术在国内起步属于较晚，因而研发主力主要集中于大公司和高校/研究院所。其中，中国的申请人主要是徐工、三一和中联重科。虽然早期回转机构专利技术的来源是美国、德国和日本，并且国外的技术相对比较成熟，但是在2000年之后，尤其是近几年（见图2），中国的徐工、三一和中联重科的起重机回转机构技术的发展非常迅速，在世界范围内也处于主导地位。从其在起重机回转机构技术方面的专利申请数量，也可在一定程度上反映这一情况。

从申请的分类比重统计来看，柔性装置驱动的回转机构技术的专利申请量相对最少，这可能是由于其相较于液压机构驱动的回转机构技术，在性能方面存在某些不足，因而导致发展停滞。而作为回转机构技术中的重要分支，液压驱动的回转机构的专利申请量较大，占据了历年专利申请的主导地位，其整体走势直接影响到总申请量走势，因此，液压驱动的回转机构以及基于其发展的缸体驱动的回转机构是回转机构领域的主导技术。

3、重要申请人的专利分析

在回转机构技术领域，主要申请人主导了回转机构技术的进步。主要申请人的申请量占据了该领域总申请量的三分之一以上；然而就国内的起重机厂商而言，中联公司在回转机构技术方面的专利申请最多，而三一与徐工的申请量差不多，并且这三家公司的申请主要集中在2009年之后，可见对于这项技术的改进相对来说还是比较新的，同时也表明了这三家公司的研究团队对于之前的现有技术进行了深入的研究。基于其在起重机回转机构方面技术领先地位，下表将对这三家公司的起重机回转机构代表性专利技术进行分析。

4、结论

通过以上分析可以看出，起重机回转机构技术的研发具体集中在国外公司，目前其申请量趋于相对稳定，目前中国在该方面技术也有大量的研究，但在申请量方面以及研究深度方面都尚未达到国外的水平；从目标市场申请量方面分析可以看出，中国在该领域的市场还是很有发展潜力，中国申请人也应多研究和借鉴施乐公司的该领域的前沿技术，增强我国该方面技术的竞争实力。