散裝貨運車輛卸載用翻傾機構技術綜述

張晶 趙若愚

摘 要：散裝貨運車輛卸載用翻傾機構，通常也簡稱為翻車機，是貨場、港口中散貨裝卸機械的一種，在港口、鋼廠、電廠中應用較為廣泛。本文對散裝貨運車輛卸載用翻傾機構專利申請狀況進行了梳理，展示了近年來散裝貨運車輛卸載用翻傾機構在全球的技術發展方向及研發熱點。

關鍵詞：翻傾機構;卸載;專利分析

前言

散裝貨車翻傾機構是翻傾機構為主體，配以不同的輔機結構組成的系統化的卸車裝置。它適用于大型火力發電廠，港口，化工廠，水泥廠和冶金企業的燒結廠、焦化廠，以及煤炭行業的洗煤廠，用來翻卸裝載原煤、精煤、焦碳、礦石、糧食等散類貨物的高邊敞車、煤車或專用敞車[1-2]。

散裝貨車翻傾機構是提高生產效率，節約勞動力，改善勞動條件以及使卸車作業完全實現機械化和自動化的途徑。由于我國煤炭和鐵礦石的運輸以鐵路、水上運輸為主，運輸距離長，通用車輛多，因此避免車輛排空，提高運輸效率是運輸部門首要考慮的問題;運輸物料多，卸車工作量大，要由效率高的卸車機械來完成，這是現代企業的需要。 散裝貨車翻傾機構能很好的滿足上述要求，因而已被卸車工作繁重的企業所選用[3-4]。

散裝貨車翻傾機構作為散料卸載的關鍵技術，受到各個研發生產企業的高度重視，如何快速、高效的完成翻傾卸貨過程是各個企業開展技術研發的熱點，相應的專利申請也異常活躍。因此，對散裝貨車翻傾機構專利申請狀況進行梳理和分析，是十分必要的。

1.散裝貨車翻傾機構全球專利申請概況

1.1全球專利申請的趨勢分析

圖1是散裝貨車翻傾機構相關專利的全球申請數量變化圖。從圖中可以看出，其大致可以分為以下幾個階段：

（1）萌芽期：從1904-1910年之間，這一時期相關申請剛剛出現，申請量整體較少。

（2）快速成長期：從1910-1930年之間，在這一期間申請量猛增，尤其是在1930年前后達到峰值，其快速增長的緣由在于西方工業革命之后，歐洲主流國家開始機械制造時代，鋼鐵、煤炭等基礎原材料的需求猛增，進而來動與之相關的運輸業快速發展，因而用于鋼鐵和煤炭裝載和卸載的散裝貨運車輛卸載用翻傾機構的專利申請量也快速增長。

（3）滑坡期：從1930-1950年之間，在這一期間申請量急劇減少，這主要有兩個方面的原因，一是這段時間處于兩次世界大戰期間，西方主要工業國均受到戰爭的影響，工業生產受到極大的干擾，因此專利申請也受到了很大的影響，其次是和鋼鐵、煤炭等相關的重工業技術已經相對成熟，申請人的申請熱情有所降低。

（4）中興期：從1950-1980年之間，由于全世界的戰后恢復，以及電子工業革命的到來，申請量有了一定幅度的提升，但是經歷過前期的發展，整個工業體系的相對完善，因此申請量在一段時間的提升之后又有所下降。

（5）穩定期：從1980年至今，在這一階段整體趨于一個穩定成長期，申請量數據較為平穩，并且自2000年之后又有上升的趨勢，可能與重工制造業及其運輸業階段性的興旺和衰弱有關。

1.2全球專利申請的區域分布分析

圖2是散裝貨車翻傾機構相關專利的全球地域分布圖。從圖中可以看出，德國、美國、英國和法國是世界上散裝貨運車輛卸載用翻傾機構專利申請的主要國家。這與第一次工業革命在歐洲興起有很大關系。從19世紀60年代工業革命興起以來，鋼鐵制造業逐步成為重工業的支柱產業，而煤炭同樣是早期制造業賴以維持的支柱能源，因此與此相關的運輸業同樣興盛起來。在這個過程中，歐美國家在知識產權制度建設方面開始逐步完善，因此其具有穩定的專利申請量。國外主要國家專利申請趨勢如圖2-1-3所示，前幾位國家的專利申請集中在20世紀20年代到40年代，之后德國還保有相當數量的申請;而美國本土因為沒有受到世界大戰的影響，且在大宗商品運輸中一直在世界保持著領先的地位，因此一直保有一定數量的申請。

1.3全球專利申請的技術主題分析

圖3是散裝貨車翻傾機構相關專利的全球技術主題分布圖。從圖中可以看出，從裝置主體結構分布來看，以非環狀結構的翻傾裝置為主;而從翻轉角度的分布來看，傾斜式的翻傾裝置略多于360°翻轉式的翻傾裝置;而按照驅動的方式來分解，機械結構式驅動占據主體地位，其次是流體式驅動和軌道式驅動，磁力式和自身重力式驅動等類型相對較少，這種分布方式和國內申請的分布方式有所區別。主要原因在于國外具有很多20世紀初的早期申請，當時液壓技術還未得到廣泛的應用，因此采用機械結構和軌道式結構成為主流。而從負擔載荷的多少來看，以一次作用中能夠翻轉單個車廂的申請居多。

從散裝貨運車輛卸載用翻傾裝置具有的附件分布來看，由于控制裝置和檢測裝置與其它領域的交叉性較強，且通常屬于一般控制設備在本領域中的應用，因此在統計時不對這部分的數據進行詳細統計，對于鎖定機構和進出牽引機構的申請，可以看到以鎖定機構和進出牽引機構的申請量相當。

2.散裝貨車翻傾機構主要申請人分析

2.1申請人專利總量排名

圖4是散裝貨車翻傾機構相關專利的全球主要申請人占比分析圖。從圖中可以看出，其中五家是德國公司，分別是KRUPP（中文譯名：蒂森克虜伯）、MASCHF AUGSBURG NUERNBERG、DEMAG（中文譯名：德馬格）、和POHLIG J AG和GUTEHOFFNUNGSHUETTE（中文譯名：電纜金屬電氣公司）;一家美國公司，WELLMAN（中文譯名：雷伏威爾曼）;一家英國公司，STRACHAN&HENSHAW（中文譯名：斯脫拉昌·漢沙）。從圖中可以看出，與國家申請的分布狀況相似，德國、美國和英國在散裝貨運車輛卸載用翻傾機構的研究上居于主導地位，同時其中的多家公司都將業務開設到中國，和中國公司合作對中國市場進行開發。

2.2主要申請人的技術路線

散裝貨運車輛卸載用翻傾機構的專利申請最早出現在英國，申請日為1901年11月18日。由英國ARMSTRONG W G WHITWORTH & CO公司設計出了用于將煤或類似散料裝船的裝置，首次采用液壓驅動的翻傾機構進行卸車。之后在1904年3月24號，在德國申請了的貨車翻傾裝置，首次采用軌道式翻傾機構。“O”型支撐架形式的翻傾機構在1909年時出現，由英國的BOULT ALFRED JULIUS在1909年4月21日申請了采用齒輪和鏈條鏈輪機構相結合驅動的翻傾機構。同年，TUCKETT FREDERICK SIDNEY申請的貨車翻傾裝置，首次出現可從非環形吊架兩端進車的翻傾機構。并且在德國，出現了貨車翻傾卸載設備，首次采用多個卸載結構置于一個環形翻傾裝置中。隨后在1912年5月9日，在英國申請了改進的卸載裝置，首次出現液壓壓車機構的結構。而在1914年8月5日，CLEMENT LEAN在英國申請了由軌道式驅動，可以側向傾翻的卸車裝置。首個采用自重翻轉驅動的翻傾機構出現在1916年11月17日，同樣是在英國進行了申請。到了1925年，首次出現了帶有鉸接結合的C型支撐架側翻機構，由W.G.LIEWELLYN于1925年11月5日申請。帶有配重結構和拉索傳動機構相結合的專利申請同樣首次出現在英國，由FREDERICK WILLIAM HOLLICK于1926年2月10日申請。之后在德國，KRUPP公司申請了帶有翻蓋裝置的翻傾機構專利申請，申請日是1928年10月9日。同樣是在德國，1933年8月29日，DEMAG公司申請的礦用散料卸載裝置，采用一次翻傾多個串聯車廂的設置方式。然后在1949年3月26日，KURT BRAUNFELD申請了具有定位裝置和側向進出裝置聯動工作的發明專利。之后在美國，STRACHAN&HENSHAW公司于1973年4月6日申請的貨車翻傾裝置，其中帶電動側向拖車，并具有C型側翻構造。

結語

本文對散裝貨車翻傾機構專利申請狀況進行了梳理，展示了近年來散裝貨車翻傾機構在全球的專利申請狀況及技術研發焦點。從全球申請趨勢、區域分布、技術要點、主要申請人等方面開展數據統計，并依托數據信息分析了當前散裝貨車翻傾機構的研發熱點及重要申請企業，以便于給散裝貨車翻傾機構技術研發提供一定參考。

參考文獻：

[1] 金嘉琦等.翻車機的技術現狀與應用[J].《科技視界》，2013，03.

[2] 邵龍成等.國內翻車機技術的發展[J].《起重運輸機械》，2011，06.

[3] 王金福等.翻車機卸車系統的現狀及發展[J].《礦山機械》，2005，11.

[4] 王衛東.翻車機動力學仿真及靠板疲勞分析[D].華中科技大學，2017，05.

（國家知識產權局專利局專利審查協作江蘇中心，江蘇 蘇州215163）