基于全球?qū)＠暾埖呢?fù)載敏感技術(shù)發(fā)展分析

劉洋，劉騰達(dá)，高玉江

(國家知識產(chǎn)權(quán)局專利局專利審查協(xié)作天津中心，天津 30000)

基于全球?qū)＠暾埖呢?fù)載敏感技術(shù)發(fā)展分析

劉洋，劉騰達(dá)，高玉江

(國家知識產(chǎn)權(quán)局專利局專利審查協(xié)作天津中心，天津 30000)

對1980—2015年涉及負(fù)載敏感系統(tǒng)的專利申請進(jìn)行取樣，統(tǒng)計(jì)分析負(fù)載敏感技術(shù)發(fā)展情況，歸納負(fù)載敏感技術(shù)的發(fā)展、積累、成熟過程；通過對該領(lǐng)域重點(diǎn)申請人的統(tǒng)計(jì)，得出在負(fù)載敏感領(lǐng)域具有技術(shù)優(yōu)勢的公司；對國內(nèi)近5年申請量和重點(diǎn)申請人進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，概括總結(jié)我國負(fù)載敏感技術(shù)的發(fā)展?fàn)顩r和趨勢。并對該技術(shù)未來的發(fā)展趨勢進(jìn)行預(yù)測。

專利申請；負(fù)載敏感技術(shù)；發(fā)展分析

0 引言

近年來，負(fù)載敏感技術(shù)在國內(nèi)的申請量不斷增加，作者以專利申請為切入點(diǎn)，選取1980—2015年涉及負(fù)載敏感系統(tǒng)的專利申請進(jìn)行取樣，統(tǒng)計(jì)分析負(fù)載敏感技術(shù)發(fā)展情況。

1 負(fù)載敏感技術(shù)

負(fù)載敏感是20世紀(jì)60年代提出的液壓傳動(dòng)和控制的概念，是解決節(jié)能、調(diào)速和復(fù)合動(dòng)作等的一項(xiàng)技術(shù)措施；具體是指一種感受系統(tǒng)壓力-流量需求，且僅提高所需求的壓力和流量的液壓回路；它是一個(gè)系統(tǒng)概念，通過檢測負(fù)載壓力、流量和功率變化信號，向液壓系統(tǒng)反饋，實(shí)現(xiàn)節(jié)能控制、流量與調(diào)速控制等。負(fù)載敏感系統(tǒng)所采用的控制方式包括液壓控制和電子控制；包括定量泵負(fù)載敏感系統(tǒng)(開芯式)和變量泵負(fù)載敏感系統(tǒng)(閉芯式)，前者采用節(jié)流調(diào)速，后者為容積調(diào)速。

2 負(fù)載敏感技術(shù)專利申請分析

2.1 國外主要申請人分析

專利申請產(chǎn)出國一般是指一項(xiàng)技術(shù)的原創(chuàng)國。一般而言，一個(gè)國家擁有的原創(chuàng)技術(shù)越多，說明它在該技術(shù)領(lǐng)域的研發(fā)能力和技術(shù)實(shí)力越強(qiáng)。對1980—2015年涉及負(fù)載敏感系統(tǒng)的專利申請進(jìn)行取樣，統(tǒng)計(jì)分析負(fù)載敏感技術(shù)發(fā)展情況。

圖1為檢索到的近35年的專利文獻(xiàn)全球申請量，可以看出：經(jīng)過1981—2000年的技術(shù)探索期，從2001年起負(fù)載敏感系統(tǒng)的專利申請量開始攀升，到2010年申請量在全球進(jìn)入一個(gè)快速增長狀態(tài)，尤其是中國的申請量，從2011年開始至2015年有了大幅提升；從數(shù)量上來看，負(fù)載敏感技術(shù)在近10年趨于成熟，近5年顯示出較高活躍度。

圖1 近35年負(fù)載敏感系統(tǒng)的全球?qū)＠暾埩?/p>

2.2 國外主要申請人分析

在液壓領(lǐng)域，德國、日本、美國等老牌工業(yè)強(qiáng)國在負(fù)載敏感系統(tǒng)領(lǐng)域具有比較明顯的技術(shù)優(yōu)勢，圖2具體列舉了該領(lǐng)域國外的重要申請人分布情況。

圖2 按申請人統(tǒng)計(jì)近35年來負(fù)載敏感系統(tǒng)的外國專利申請量

由圖2可以看出：日本企業(yè)在國外專利申請量的比重最大，其中日立公司占比23%，小松公司占比7%，久保田公司占比8%；德國企業(yè)中以博世公司為代表，占有11%的申請量，力士樂公司占比3%；美國的卡特彼勒公司占比3%。以上傳統(tǒng)工業(yè)國家的企業(yè)占據(jù)了申請量的一半以上，說明日本、德國、美國3國的企業(yè)在負(fù)載敏感領(lǐng)域的專利處于領(lǐng)先水平。

從技術(shù)演進(jìn)的角度看：1980年，美國Lull Engineering 公司的專利申請US4336720中率先涉及由定量泵配合節(jié)流孔開度控制的早期負(fù)載敏感系統(tǒng)；1996年，德國力士樂公司的專利申請DE19646449涉及由定量泵配合壓力控制部件組成負(fù)載敏感系統(tǒng)，通過壓力控制部件的運(yùn)動(dòng)達(dá)到開閉節(jié)流孔的目的，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)調(diào)節(jié)定量泵系統(tǒng)壓力的技術(shù)效果，當(dāng)泵的輸出壓力不足以匹配負(fù)載運(yùn)動(dòng)所需的最小壓力時(shí)，通過反饋控制，壓力控制閥向左運(yùn)動(dòng)進(jìn)而使節(jié)流孔的開度減小甚至關(guān)閉，使泵的輸出油液更多地、甚至全部供給到負(fù)載，以使負(fù)載完成目標(biāo)動(dòng)作；2012年，博世公司的專利申請DE3833874A中，控制負(fù)載的換向閥與壓力反饋裝置被集成于閥塊內(nèi)，日本東芝機(jī)械株式會(huì)社做出的申請 JP20149777A中控制負(fù)載的換向閥與壓力控制裝置被集成于閥塊內(nèi)； 2013年，瑞典沃爾沃公司做出申請WO2015/094024，該申請中的定量泵受控制器控制，負(fù)載敏感系統(tǒng)通過傳感器將信號傳遞給控制器進(jìn)而對泵的轉(zhuǎn)速進(jìn)行控制，以達(dá)到調(diào)節(jié)系統(tǒng)壓力的技術(shù)效果。

2.3 國內(nèi)主要申請人分析

如圖3所示，國內(nèi)申請的申請人主要由高校及科研單位、企業(yè)和進(jìn)入中國的外企組成，其中企業(yè)占比最大，國內(nèi)公司主要以三一集團(tuán)、徐工集團(tuán)、中聯(lián)重科等為主，另外日本日立公司的中國專利申請量占比9.7%，進(jìn)一步說明了它在負(fù)載敏感系統(tǒng)領(lǐng)域的專利申請領(lǐng)先地位。

圖3 國內(nèi)申請申請人比重

值得注意的是：國內(nèi)申請中高校及科研單位占比24.18%，這說明負(fù)載敏感系統(tǒng)的研究在我國學(xué)術(shù)界也是一個(gè)熱點(diǎn)。

近10年我國的專利申請量呈爆發(fā)式增長的狀態(tài)，下面具體對我國近5年的專利申請進(jìn)行統(tǒng)計(jì)。

從圖4不難看出：除2014年的申請量略有回落，近5年的申請量整體呈增長狀態(tài)，且2015年達(dá)到近5年最高，單年度47件。

圖4 我國負(fù)載敏感領(lǐng)域近5年申請量

隨著我國企業(yè)自主創(chuàng)新能力的提升，科研院所與高?？蒲兴降倪M(jìn)步，負(fù)載敏感技術(shù)在我國逐步成為企業(yè)、科研單位的研究熱點(diǎn)。我國負(fù)載敏感系統(tǒng)的專利申請發(fā)展慢于世界發(fā)展水平，但從2000年以后，負(fù)載敏感系統(tǒng)的國際申請量開始呈下降趨勢，而此時(shí)的國內(nèi)申請量開始增長，到了2010年以后，數(shù)量上產(chǎn)生了較大的增長。

3 總結(jié)

縱觀負(fù)載敏感系統(tǒng)的國際專利申請，國內(nèi)的申請量已經(jīng)超過50%，日本、德國、美國也是申請量較多的國家；經(jīng)過1981—2000年的技術(shù)探索期，從2001年起負(fù)載敏感系統(tǒng)的專利申請量開始攀升，到2010年申請量在全球進(jìn)入一個(gè)快速增長狀態(tài)，尤其是中國的申請量，從2011年開始至2015年有了大幅提升；從數(shù)量上來看，負(fù)載敏感技術(shù)在近5年趨于成熟，近5年顯示出很高的研發(fā)活躍度。近5年的申請量整體呈增長狀態(tài)，且2015年達(dá)到近5年最高，單年度47件。隨著我國企業(yè)自主創(chuàng)新能力的提升，科研院所與高?？蒲兴降倪M(jìn)步，負(fù)載敏感技術(shù)在我國逐步成為企業(yè)、研究單位的研究熱點(diǎn)。

負(fù)載敏感技術(shù)的發(fā)展趨勢主要可以歸納為以下2點(diǎn)：

(1)產(chǎn)品集成化。隨著負(fù)載敏感技術(shù)的日趨成熟，行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)逐漸成形，例如換向裝置、切斷裝置、壓力補(bǔ)償裝置等多模塊的集成化、一體化設(shè)計(jì)能夠方便負(fù)載敏感系統(tǒng)嵌入執(zhí)行裝置，節(jié)約成本，減小產(chǎn)品體積，順應(yīng)了產(chǎn)品升級的需要。

(2)控制精準(zhǔn)化。隨著計(jì)算機(jī)控制技術(shù)的發(fā)展，負(fù)載敏感系統(tǒng)已經(jīng)從單一的流體液壓控制發(fā)展為與計(jì)算機(jī)匹配得更為精準(zhǔn)的電子控制，通過傳感器與控制器的結(jié)合，能夠使負(fù)載敏感系統(tǒng)的反饋更加精準(zhǔn)，反應(yīng)更加迅速，提高了產(chǎn)品的品質(zhì)。

【1】劉順安.液壓傳動(dòng)與氣壓傳動(dòng)[M].長春：吉林科學(xué)技術(shù)出版社，2000.

【2】朱玉田，唐興華.脈寬調(diào)制中的顫振算法[J].機(jī)械工程學(xué)報(bào)，2009,45(4):214-218. ZHU Y T,TANG X H.Dither Algorithm in Pulse Width Modulation[J].Journal of Mechanical Engineering,2009,45(4):214-218.

【3】董立隊(duì).ZL50裝載機(jī)變速液壓系統(tǒng)仿真分析[D].長春：吉林大學(xué),2009.

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【5】張小宇.基于AMESim的液壓控制系統(tǒng)建模及仿真[J].煤礦機(jī)械,2011,32(2):71-73. ZHANG X Y.Modeling and Simulation of Hydraulic Control System Based on AMESim[J].Coal Mine Machinery,2011,32(2):71-73.

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【8】RAZZAQUE M M,KATO T.Effects of Groove Orientation on Hydrodynamic Behavior of Wet Clutch Coolant Films[J].Journal of Tribology,1999,121(1):56-61.

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Development Analysis for Load Sensitive Technology Based on Global Patent Application

LIU Yang,LIU Tengda,GAO Yujiang

(Patent Examination Cooperation Tianjin Center of the Patent Office SIPO,Tianjin 300000,China)

The development situation of load sensitive technology based on the application of patent between 1980 and 2015 years was analyzed. According to the statistics of the main applicant in the field, the main applicants and companies which had technical advantages were summarized. The applicants in domestic in recent 5 years which focused on the load sensitive technology were analyzed also.From the point of patent application, the development and evolution process of the load sensitive system in recent 35 years were analyzed and summarized, and the future development trend of the technology was predicted.

Patent applicant; Load sensitive technology; Development analysis

2016-08-04

劉洋(1988—)，男，碩士，實(shí)習(xí)研究員，研究方向?yàn)橐簤嚎刂?、流體傳動(dòng)。E-mail：chandlerly@126.com。

10.19466/j.cnki.1674-1986.2016.12.020

U461

A

1674-1986(2016)11-077-03