基于全球專利申請的負載敏感技術發(fā)展分析

劉洋，劉騰達，高玉江

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

基于全球專利申請的負載敏感技術發(fā)展分析

劉洋，劉騰達，高玉江

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

對1980—2015年涉及負載敏感系統(tǒng)的專利申請進行取樣，統(tǒng)計分析負載敏感技術發(fā)展情況，歸納負載敏感技術的發(fā)展、積累、成熟過程；通過對該領域重點申請人的統(tǒng)計，得出在負載敏感領域具有技術優(yōu)勢的公司；對國內近5年申請量和重點申請人進行統(tǒng)計，概括總結我國負載敏感技術的發(fā)展狀況和趨勢。并對該技術未來的發(fā)展趨勢進行預測。

專利申請；負載敏感技術；發(fā)展分析

0 引言

近年來，負載敏感技術在國內的申請量不斷增加，作者以專利申請為切入點，選取1980—2015年涉及負載敏感系統(tǒng)的專利申請進行取樣，統(tǒng)計分析負載敏感技術發(fā)展情況。

1 負載敏感技術

負載敏感是20世紀60年代提出的液壓傳動和控制的概念，是解決節(jié)能、調速和復合動作等的一項技術措施；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；它是一個系統(tǒng)概念，通過檢測負載壓力、流量和功率變化信號，向液壓系統(tǒng)反饋，實現(xiàn)節(jié)能控制、流量與調速控制等。負載敏感系統(tǒng)所采用的控制方式包括液壓控制和電子控制；包括定量泵負載敏感系統(tǒng)(開芯式)和變量泵負載敏感系統(tǒng)(閉芯式)，前者采用節(jié)流調速，后者為容積調速。

2 負載敏感技術專利申請分析

2.1 國外主要申請人分析

專利申請產(chǎn)出國一般是指一項技術的原創(chuàng)國。一般而言，一個國家擁有的原創(chuàng)技術越多，說明它在該技術領域的研發(fā)能力和技術實力越強。對1980—2015年涉及負載敏感系統(tǒng)的專利申請進行取樣，統(tǒng)計分析負載敏感技術發(fā)展情況。

圖1為檢索到的近35年的專利文獻全球申請量，可以看出：經(jīng)過1981—2000年的技術探索期，從2001年起負載敏感系統(tǒng)的專利申請量開始攀升，到2010年申請量在全球進入一個快速增長狀態(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，負載敏感技術在近10年趨于成熟，近5年顯示出較高活躍度。

圖1 近35年負載敏感系統(tǒng)的全球專利申請量

2.2 國外主要申請人分析

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

圖2 按申請人統(tǒng)計近35年來負載敏感系統(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)在負載敏感領域的專利處于領先水平。

從技術演進的角度看：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載敏感系統(tǒng)，通過壓力控制部件的運動達到開閉節(jié)流孔的目的，進而實現(xiàn)調節(jié)定量泵系統(tǒng)壓力的技術效果，當泵的輸出壓力不足以匹配負載運動所需的最小壓力時，通過反饋控制，壓力控制閥向左運動進而使節(jié)流孔的開度減小甚至關閉，使泵的輸出油液更多地、甚至全部供給到負載，以使負載完成目標動作；2012年，博世公司的專利申請DE3833874A中，控制負載的換向閥與壓力反饋裝置被集成于閥塊內，日本東芝機械株式會社做出的申請 JP20149777A中控制負載的換向閥與壓力控制裝置被集成于閥塊內； 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，負載敏感系統(tǒng)通過傳感器將信號傳遞給控制器進而對泵的轉速進行控制，以達到調節(jié)系統(tǒng)壓力的技術效果。

2.3 國內主要申請人分析

如圖3所示，國內申請的申請人主要由高校及科研單位、企業(yè)和進入中國的外企組成，其中企業(yè)占比最大，國內公司主要以三一集團、徐工集團、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%，進一步說明了它在負載敏感系統(tǒng)領域的專利申請領先地位。

圖3 國內申請申請人比重

值得注意的是：國內申請中高校及科研單位占比24.18%，這說明負載敏感系統(tǒng)的研究在我國學術界也是一個熱點。

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年的專利申請進行統(tǒng)計。

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年達到近5年最高，單年度47件。

圖4 我國負載敏感領域近5年申請量

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

3 總結

縱觀負載敏感系統(tǒng)的國際專利申請，國內的申請量已經(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年的技術探索期，從2001年起負載敏感系統(tǒng)的專利申請量開始攀升，到2010年申請量在全球進入一個快速增長狀態(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，負載敏感技術在近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，科研院所與高校科研水平的進步，負載敏感技術在我國逐步成為企業(yè)、研究單位的研究熱點。

負載敏感技術的發(fā)展趨勢主要可以歸納為以下2點：

(1)產(chǎn)品集成化。隨著負載敏感技術的日趨成熟，行業(yè)標準逐漸成形，例如換向裝置、切斷裝置、壓力補償裝置等多模塊的集成化、一體化設計能夠方便負載敏感系統(tǒng)嵌入執(zhí)行裝置，節(jié)約成本，減小產(chǎn)品體積，順應了產(chǎn)品升級的需要。

(2)控制精準化。隨著計算機控制技術的發(fā)展，負載敏感系統(tǒng)已經(jīng)從單一的流體液壓控制發(fā)展為與計算機匹配得更為精準的電子控制，通過傳感器與控制器的結合，能夠使負載敏感系統(tǒng)的反饋更加精準，反應更加迅速，提高了產(chǎn)品的品質。

【1】劉順安.液壓傳動與氣壓傳動[M].長春：吉林科學技術出版社，2000.

【2】朱玉田，唐興華.脈寬調制中的顫振算法[J].機械工程學報，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.ZL50裝載機變速液壓系統(tǒng)仿真分析[D].長春：吉林大學,2009.

【4】胡寧,陳真.基于AMESim的AT液壓控制系統(tǒng)可靠性分析[J].機床與液壓,2011,39(3)：145-147. HU N,CHEN Z.Reliability Analysis for Hydraulic Controlled System of AT Based on AMESim[J].Machine Tool & Hydraulics,2011,39(3)：145-147.

【5】張小宇.基于AMESim的液壓控制系統(tǒng)建模及仿真[J].煤礦機械,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.

【6】ZEFIROV A L,SKOINKIN A I,HAFIZOV K F,et al.Differences between Spontaneous and Evoked Monquantum Signals in the Frog Neuromuscular Junction[J].Neurophysiology,2002(2):267-269.

【7】KAMOOPP D C,MARGOLIS D L,ROSENBERG R C.System Dynamics:A Unified Approach[M].New York:Wiley INC,1990.

【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.

【9】HOLGERSON M.Optimizing the Smoothness and Temperatures of a Wet Clutch Engagement through Control of the Normal Force and Drive Torque[J].Journal of Tribology,2000,122(1):119-123.

【10】ANSOURI M,SADEGHI F,KROUSGRILL C M.A Simplified Approach to Modeling Thermal Effects in Wet Clutch Engagement with Provision[J].ASME,2001,123:313-324.

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，實習研究員，研究方向為液壓控制、流體傳動。E-mail：chandlerly@126.com。

10.19466/j.cnki.1674-1986.2016.12.020

U461

A

1674-1986(2016)11-077-03