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摘要：受全球環境和能源形勢以及相關政策的影響，發展液壓挖掘機節能技術的重要性尤為突出。文章對國內外液壓挖掘機節能技術的專利申請趨勢(shi)、申請人分布(bu)、技術構成作了(le)分析。

關鍵詞：液(ye)壓(ya)挖掘機；節能；專利申請(qing)

液壓挖掘機(ji)(ji)是各類生產、建設工程中(zhong)的常規機(ji)(ji)械，但在其(qi)工作(zuo)過程中(zhong)普遍存在能量(liang)損(sun)失，損(sun)耗(hao)率(lv)可以達到2/3，甚至更高，直接影響到能源(yuan)利用率(lv)和(he)生產成本[1-2]。近年來(lai)，液壓挖掘機(ji)(ji)節(jie)能降(jiang)耗(hao)的研(yan)發工作(zuo)取得了諸(zhu)多成果(guo)，相關專利申請日漸(jian)增(zeng)多。

1專利申請量趨勢

如圖1所示(shi)，降(jiang)低(di)液壓挖掘機(ji)能耗(hao)的(de)(de)最早專利(li)申(shen)請(qing)于1982年出現(xian)在德國，但(dan)此后很長一段(duan)時間內，節(jie)能降(jiang)耗(hao)技術(shu)未取得較大(da)突破，全(quan)(quan)球申(shen)請(qing)量(liang)(liang)處于持續低(di)迷狀態。從(cong)21世紀初(chu)開(kai)始，專利(li)申(shen)請(qing)量(liang)(liang)開(kai)始增多，雖然在2009年以(yi)前(qian)仍處于緩慢增長階(jie)(jie)段(duan)，但(dan)重要(yao)技術(shu)革新已經開(kai)始萌芽。全(quan)(quan)球申(shen)請(qing)量(liang)(liang)從(cong)2010年進入突增階(jie)(jie)段(duan)，在2012年達(da)到最大(da)值，但(dan)隨即快速(su)回落，表明這一階(jie)(jie)段(duan)的(de)(de)技術(shu)研發可能將逐漸趨于飽(bao)和，新的(de)(de)節(jie)能降(jiang)耗(hao)技術(shu)亟待發展(zhan)。

2專利申請人分布

中國的挖掘機行業起步較慢，與國際先進水平還存在差距，但隨著國內研發能力的提升、外資企業的進駐以及國家政策的調整，中國在液壓挖掘機節能降耗技術上取得了一定的發展。國內申請量從2010年開始急劇增長，每年的申請量均占到了當年全球總申請量的一半以上，目前全球范圍內的相關專利申請以中國申請為主。其他主要申請國家或地區分別為美國、歐洲、日本和德國，但累計申請量總和仍不到中國累計申請量的2/3。盡管這些國家或地區在申請總量上并不占有優勢，但需要指出的是，在全球申請量緩慢增長的階段，特別是1999～2007年，日本的申請占了較大的比重，走在了液壓挖掘機節能技術研發領域的最前沿，但在隨后的全球申請量突增階段內沒有較大突破。美國與歐洲的申請量變化與全球申請量趨勢基本一致，其研發成果在2010年至2013年間取得了較大突破，并在申請量上超過了日本。申請人方面，日本的日立、小松、住友等企業在液壓挖掘機節能技術方面的專利申請量十分突出，卡特彼勒及其合資企業的申請量僅次于日立。在全球范圍內來看，卡特彼勒與日立在申請總量上遙遙領先。中國的申請人以徐工、山河智能和三一等國內領先的工程機械企業為主[1]。國內的相關專利申請主要來自企業，占比68%。大專院校申請占比21%，除獨立申請外，也常與相關企業合作，共同申請專利。科研單位具有十分專業的研發條件，但目前的申請量僅占1%，在研究成果產業(ye)化以(yi)(yi)及(ji)與企業(ye)的(de)(de)(de)合作上(shang)(shang)還(huan)需提高(gao)(gao)。此外(wai)還(huan)有少量(liang)個人(ren)申(shen)請(qing)(qing)(qing)(qing)，但整體價值(zhi)(zhi)度不高(gao)(gao)[2]。截至2016年底(di)，國內(nei)相(xiang)關(guan)專(zhuan)利(li)(li)(li)申(shen)請(qing)(qing)(qing)(qing)的(de)(de)(de)66%已獲得授(shou)權，授(shou)權率較為可(ke)觀，在(zai)已授(shou)權的(de)(de)(de)專(zhuan)利(li)(li)(li)中(zhong)，有約3/4的(de)(de)(de)專(zhuan)利(li)(li)(li)處于(yu)專(zhuan)利(li)(li)(li)權維持的(de)(de)(de)狀態。專(zhuan)利(li)(li)(li)價值(zhi)(zhi)方(fang)面，對徐工、山河智能(neng)與三(san)一等(deng)主要國內(nei)申(shen)請(qing)(qing)(qing)(qing)人(ren)，價值(zhi)(zhi)度在(zai)7以(yi)(yi)上(shang)(shang)的(de)(de)(de)專(zhuan)利(li)(li)(li)約占(zhan)各自申(shen)請(qing)(qing)(qing)(qing)量(liang)的(de)(de)(de)50%～70%；卡特(te)彼(bi)勒(le)、日(ri)立等(deng)外(wai)資企業(ye)在(zai)我國的(de)(de)(de)申(shen)請(qing)(qing)(qing)(qing)量(liang)雖不及(ji)前(qian)述國內(nei)企業(ye)，但專(zhuan)利(li)(li)(li)價值(zhi)(zhi)度與國內(nei)申(shen)請(qing)(qing)(qing)(qing)人(ren)相(xiang)當甚至更高(gao)(gao)，卡特(te)彼(bi)勒(le)在(zai)中(zhong)國的(de)(de)(de)申(shen)請(qing)(qing)(qing)(qing)中(zhong)，值(zhi)(zhi)度在(zai)7以(yi)(yi)上(shang)(shang)的(de)(de)(de)專(zhuan)利(li)(li)(li)超(chao)過60%，而日(ri)立在(zai)中(zhong)國的(de)(de)(de)申(shen)請(qing)(qing)(qing)(qing)中(zhong)，僅(jin)價值(zhi)(zhi)度為10的(de)(de)(de)專(zhuan)利(li)(li)(li)就(jiu)占(zhan)據了一半[3]。

3專利(li)申請的技術構成(cheng)

從全(quan)球(qiu)申(shen)請的(de)IPC主分(fen)類號來看，E02F9/22（占比(bi)(bi)38%）和(he)E02F9/20（占比(bi)(bi)11%）最多，即(ji)專(zhuan)利(li)申(shen)請主要(yao)集中在對液壓(ya)(ya)驅動(dong)(dong)等(deng)(deng)驅動(dong)(dong)系(xi)(xi)統(tong)(tong)的(de)改(gai)(gai)(gai)進(jin)；其(qi)次是F15B21/14（占比(bi)(bi)9%）、F15B13/02（占比(bi)(bi)7%）、E02F3/42（占比(bi)(bi)6%）和(he)F15B11/17（占比(bi)(bi)5%），涉及控制系(xi)(xi)統(tong)(tong)、機械結構(gou)等(deng)(deng)；其(qi)他主分(fen)類號分(fen)布(bu)較雜(za)，數(shu)量(liang)少。目(mu)(mu)前的(de)技(ji)術(shu)思路主要(yao)有改(gai)(gai)(gai)進(jin)液壓(ya)(ya)系(xi)(xi)統(tong)(tong)配(pei)(pei)置(zhi)（改(gai)(gai)(gai)進(jin)液壓(ya)(ya)回路的(de)連接方式(shi)、使用(yong)各(ge)種閥組件(jian)、進(jin)行液壓(ya)(ya)能量(liang)回收等(deng)(deng)）；改(gai)(gai)(gai)進(jin)電(dian)控系(xi)(xi)統(tong)(tong)配(pei)(pei)置(zhi)（設置(zhi)電(dian)子(zi)控制裝置(zhi)、傳感器(qi)、運算器(qi)等(deng)(deng)）；改(gai)(gai)(gai)進(jin)機身(shen)機械結構(gou)；改(gai)(gai)(gai)進(jin)動(dong)(dong)力源（使用(yong)電(dian)動(dong)(dong)、混(hun)合動(dong)(dong)力等(deng)(deng)）；改(gai)(gai)(gai)進(jin)液壓(ya)(ya)元件(jian)結構(gou)；改(gai)(gai)(gai)進(jin)能量(liang)再利(li)用(yong)方式(shi)；其(qi)他方式(shi)（改(gai)(gai)(gai)進(jin)熱交換系(xi)(xi)統(tong)(tong)、改(gai)(gai)(gai)進(jin)液壓(ya)(ya)介質的(de)選(xuan)用(yong)等(deng)(deng)）。根據專(zhuan)利(li)申(shen)請量(liang)來看，液壓(ya)(ya)控制技(ji)術(shu)目(mu)(mu)前已經十(shi)分(fen)成熟(shu)，全(quan)新的(de)節能降耗技(ji)術(shu)將會是未(wei)來的(de)發(fa)展方向[4]。

4結束語

液壓挖掘機節能(neng)技術(shu)的專(zhuan)(zhuan)利申(shen)請經歷(li)了緩慢增(zeng)長、爆(bao)發式(shi)增(zeng)長、快(kuai)速回落的過程。我國在相關(guan)專(zhuan)(zhuan)利申(shen)請中的數據較為突出，整體價(jia)值還有(you)進一步提高的空間(jian)。目前存在多(duo)種節能(neng)技術(shu)思(si)路，對未來(lai)的研(yan)發方向具有(you)一定的指導意義(yi)。

參考文獻：

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[4]張路豪.挖掘機動臂能量回收系統分析與(yu)試(shi)驗研究[D].西安:西安建(jian)筑科技大(da)學,2015.

作者(zhe):鮑小(xiao)偉 單位:國家知(zhi)識產權局專利局專利審查協作天(tian)津中