起重机的智能化技术专利分析

　　摘要：目前，随着现代化技术的发展，起重机作为一种不可缺少的搬运、装卸设备，使用者对其性能的要求越来越高，尤其是对起重机智能化作业方面的要求越来越高，突破复杂环境下的人工智能、自动识别作业环境、复杂设备的寿命周期管理、故障诊断报警等智能化技术，最终开发出具有高度自动化水平、自带安全管理系统、可以实现远程监测控制的智能装备也逐渐成为起重机智能化发展的研究热点。本文从相关专利文献的角度对起重机的智能化技术进行了统计分析，包括专利申请的趋势、专利申请分布情况和重要申请人信息，并具体对技术组成和具有代表性的专利進行了分析。

　　关键词：起重机;智能化;自动识别;安全管理系统;故障诊断

　　1 引言

　　公元前10年，古罗马建筑师维特鲁维斯曾在其建筑手册里描述了一种起重机械，这种机械有一根桅杆，杆顶装有滑轮，由牵索固定桅杆的位置，用绞盘拉动绕过滑轮的缆索，以吊起重物，但起升幅度很小，操作也十分吃力。到了15世纪，意大利科学家发明了转臂式起重机，才解决这些问题。1805年，格兰工程师伦尼为伦敦船坞建造了第一批蒸汽起重机。20世纪初期，欧洲开始使用塔式起重机，随着起重机的发展，起升机构、运行机构、变幅机构、回转机构和金属结构等成为了起重机设备不可缺少的重要结构部件。直到现在，各行业生产规模的扩大，生产自动化程度的提高以及科学技术的发展，推动了现代设计和制造能力的提高，起重机作为各领域物料搬运的主要设备，各行业对起重机的安全性、便捷性、智能化的要求也越来越高，其中智能化也逐步成为起重机未来的发展趋势之一[1]。

　　起重机在特定的范围下进行水平方向移动和垂直方向起升物体，主要用来搬运物料，其动作特点具有动作间歇性和作业循环性[2]。起重机被广泛应用于厂房、搬运场地、仓库、港口等，在生产活动中是不可或缺的。起重机具有多个不同的类型，按照用途可以分为通用起重机、建筑起重机、冶金起重机、铁路起重机、港口起重机、造船起重机、甲板起重机等，按照结构不同可划分为桥式起重机、龙门起重机、流动起重机、悬臂起重机、塔式起重机、缆索起重机、船式起重机、运载桥等[3]。

　　通常，智能起重机是将某些智能技术整合到起重机中，使起重机可以有效完成自身的起重任务，并可通过编程自动控制操作和移动，也可以全面识别外界环境，对人的操作进行模拟，起升吊运物体[4]。无需很多专业人员，仅需一名操作人员在中央控制室便可以监控多台起重机按照生产需求进行规范作业，因此，智能起重机也被称为无人起重机或起重机器人，因此，智能起重机可以大大缩减人力需求，大幅度改善工作效率[5]。

　　2 起重机智能化技术的专利现状分析

　　本文主要采用incopat数据库，针对去噪后的起重机智能化技术在全球的970件专利文献进行申请趋势分析，其中，由于专利文献从提出申请到向公众公开有时间的延后，因此，2019年及2020年的样本会不完整，所以，对于申请量趋势图中2019年和2020年申请量下降的趋势不排除是由于样本数据量的不完整性造成的。排除了2019—2020年部分尚未公开的专利，可以看出，起重机智能化技术专利文献的申请量从2005年开始呈现上升态势，而从2009年开始该技术的专利文献申请量进入了明显增长阶段，这也与各起重厂家和研究单位对起重机行业智能化技术的关注程度变化相一致。

　　2.1 专利申请量趋势分析

　　图1示出了起重机的智能化技术的全球专利申请趋势状态。由图1可以看出，该技术专利最早出现在1989年，其技术发展趋势按照专利申请量的情况主要分为3个阶段：

　　阶段1：申请起步阶段(2006年之前)

　　1989年—2006年，这一时期起重机的智能化技术的专利申请量较少，1989年出现了第一项涉及起重机智能化技术的相关专利申请，随后的一段时期内，申请量一直维持在较低的水平，没有明显的增幅，直到2006年专利申请量达到5项，相比2005年申请量开始出现了有史以来第一次明显的增加。这段时期由于产业化水平以及起重厂家和科研单位对智能化起重机的关注程度相对较低，导致起重机的智能化技术相关专利申请量较少。

　　阶段2：缓慢发展阶段(2007年—2009年)

　　2007年—2009年，起重机的智能化技术相关专利申请数量开始出现增长，但增长速度较慢，这也标志着起重机的智能化技术进入了初步发展阶段，同时，该技术的生命周期也进入成长期，标示着起重机的智能化技术的专利研究开始受到相关领域的广泛关注，使该技术的相关专利申请量处于缓慢平稳增长状态。

　　阶段3：快速发展阶段(2010年—2018年)

　　从2010年开始，起重机智能化技术的相关专利申请量呈现出迅速增长的态势，直到2018年申请量达到214件，这说明该技术已广泛受到关注，且该技术领域主体对起重机智能化技术的创新研发和对专利的重视程度大大提高，并逐渐开始重视专利布局。

　　2.2主要国家/地区/组织专利申请量分析

　　专利申请具有地域性，某一特定技术领域的专利申请的地域分布可以反映出该技术领域的发展状态。经过对起重机智能化技术相关专利申请的地域分布进行统计分析(如图2所示)，可以看出，中国、韩国、世界知识产权组织的相关专利申请量排在前三位，其中，中国的申请量占据第一位，占全部申请量的95.97%，遥遥领先其他国家或组织。由此可以反映出中国在起重机的智能化技术上具备较强的技术储备和研发能力，同时也展现了中国的相关企业和科研单位在起重机的智能化技术上的优势。

　　2.3 全球主要申请人分析

　　由图3可知，全球排名比较靠前的申请人大多数是中国的企业、高校及科研单位。其中，徐州重型机械有限公司、武汉理工大学、长沙桑尼重工机械有限公司排在前三位，申请量相差不多，均具有较强的技术研发能力，另外，排在第四位和第五位的分别是中联重科股份有限公司和太原科技大学，也具有较多的申请量，技术能力同样不可小觑。排名第六位到第十九位的申请人拥有几乎相同数量的专利申请量，由此可见，本技术领域的专利分布并非一枝独秀，相反，分布比较广泛，呈现遍地开花的景象，这一现象也对该技术的进一步发展大有裨益。

　　推荐阅读：研究智能云计算论文发哪些期刊

期刊VIP网，您身边的高端学术顾问

文章名称： 起重机的智能化技术专利分析

文章地址： http://www.qikanvip.com/jisuanjiwangluo/53558.html