压路机技术发展浅析

常珊

摘  要：本文介绍了压路机基本情况，并结合专利申请情况简要分析了国内外压路机技术的发展历程与压路机技术的未来发展方向。

一、压路机基本情况

压路机是一种对路面材料进行加载使之达到一定密实度和平整度的作业机构，可分为静压式、冲击式、振动式，静力式是利用自身重力产生的静滚压力作用，冲击式是利用物体从一定高度处落下冲击被压实材料使之被压实，振动式是利用固定在物体上的振动器所产生的激振力使之被压实[1]。

二、压路机的国外发展历程

第一个阶段是早期阶段。在18世纪是畜力牵引式的压路机。在19世纪专利申请主要是以蒸汽为动力的压路机。在早期社会经济中，由于工业生产技术的先进性，全球早期大部分专利申请来自于英国和美国[2]。在1894年英国人WRIGHT EDWARD THOMAS申请了第一个蒸汽压路机专利GB189415467A。在1897年美国人HINMAN CLEMENT F申请了第一个自行式三轮压路机专利US649423A。

第二个阶段是发展阶段。在19世纪中叶专利申请主要是以内燃机为动力的压路机。在20世纪初大吨位压路机成为这一阶段专利申请的主要方向。第二阶段后期，随着振动式压路机原理的深入研究，在1982 年瑞典设计了水平方向振荡压路机。英、美、加拿大等国从1894年开始就有关于压路机的专利申请，而德、瑞典、日本、韩等国是从20世纪60年代开始才有关压路机的专利申请。

第三阶段是快速成长阶段。这一时期的研究主要集中在振动压路机参数优化等方面，通过振动频率、幅度的无级连续调节来改善压实效果。德国哈姆股份公司2013年申请的专利CN103243630A主要就是对振动振荡压路机的振动频率的无级连续调节方式的改进。

三、压路机的国内发展历程

在1940年大连制造出第一台蒸汽式压路机。在1952年上海市厦门路机械厂制造出以内燃机为驱动的压路机。在1961年西安公路交通大学与西安筑路机械厂制造出自行式振动压路机。在1974年洛阳建筑与长沙所制造出第一台液压传动振动压路机。在1983年洛阳建筑引进美国HRSTER公司技术，合作生产铰接式振动压路机。在1984年徐工引进瑞典戴纳帕克轮胎式驱动振動压路机和串联式振动压路机技术。

随着我国专利法制度的实施，德国申请人贝诺·卡顿埃格1985年在我国申请了第一件压路机的发明专利CN85106800A。在1985年之后，我国有关压路机的专利申请主要申请人有三一、中联重科、常林、厦工、徐工、柳工等，另外在高校等科研单位中，长安大学申请量处于领先地位。分析重要申请人专利申请情况可知，我国早期申请常林、厦工较多，而近些年三一、柳工、徐工等企业申请量显著增加。如图1所示为我国有关压路机技术的重要申请人及其专利申请量。

作为压路机技术的重要申请企业，三一在2000年第一次申请的有关压路机的专利申请CN2428513Y，其是对振动式压路机振动轮冷却系统的改进。随后三一一直致力于振动式压路机冷却系统结构的改进。在2002年三一申请了第一件有关压路机振动轮冷却系统的改进的发明专利CN1331363A。由于使用率的关系，终于在2003年三一申请了第一件有关轮胎压路机的专利CN2644484Y。而在2005年三一申请了第一件有关压路机转向操作系统改进的发明专利CN1730824A。在2007年三一申请了第一件有关压路机控制系统改进的发明专利CN101082200A。随后三一一直致力于各种压路机控制系统结构的改进。紧跟国际发展，三一致力于压路机调幅调频的研究，同时考虑人员舒适性，在2011年三一申请了第一件有关振动式压路机调幅组件改进的发明专利CN102094378A，同年申请了第一件有关振动式压路机减振装置的专利CN202175903U。如图2所示为三一压路机技术专利申请历程。

作为压路机技术申请量最大的高校，长安大学在2002年第一次申请了有关压路机的专利申请CN2565864Y，其是对振动式压路机振幅调节的改进。随后长安大学对压路机的研究主要集中在冲击式压路机。在2005年长安大学申请了第一件有关冲击式压路机平衡装置改进的发明专利CN1687527A。而在2009年长安大学申请了第一件有关振动式压路机控制系统改进的发明专利CN101576738A，同年，申请了第一件有关振动式压路机振幅无极调节改进的专利CN201459578U。在2010年长安大学申请了第一件有关振动式压路机减振装置的发明专利CN101749364A。在2012年长安大学申请了第一件有关计算机控制压路机的远程监控系统的专利CN202534136U。从此长安大学对压路机的研究迈向智能化。如图3所示为长安大学压路机技术专利申请历程。

总的来说，国内申请人的分布还是比较集中的，78%的申请人为企业，高校/研究院和个人分别只占了8%和14%，如图4所示为我国专利申请人类型分布图，主要是因为压路机为大型工程机械，与实际生产紧密相关，也只有在实际生产过程中才能接触到从而进行改进。

四、压路机技术发展方向

通过液压技术可以使复杂的压路机结构简单化，可使行走系统无级变速、可使振动系统在较大范围内调频和变幅，改善使用性能和提高应用范围;通过液压与电子控制的有机结合，可以采集工作状态参数，实现自我诊断，实现故障的自动报警、振动频率和振幅的自动调节及压实度的随机检测;通过设计更换不同功能的模块结构和标准附件能直接改变压实性能和用途及压路机类型;通过按人机工程学设计，能提高人机的安全性和操作的舒适性;通过无人驾驶或地面遥控压路机也是未来机器自动化的发展趋势。

参考文献

[1]周萼秋，易小刚，汤汉辉.现代压实机械[M].北京：人民交通出版社，2003

[2]万汉驰，中国压实机械60年的辉煌与启示[J].建筑机械化，2009，10：46-52