壓路機技術發展淺析

常珊

摘 ?要：本文介紹了壓路機基本情況，并結合專利申請情況簡要分析了國內外壓路機技術的發展歷程與壓路機技術的未來發展方向。

一、壓路機基本情況

壓路機是一種對路面材料進行加載使之達到一定密實度和平整度的作業機構，可分為靜壓式、沖擊式、振動式，靜力式是利用自身重力產生的靜滾壓力作用，沖擊式是利用物體從一定高度處落下沖擊被壓實材料使之被壓實，振動式是利用固定在物體上的振動器所產生的激振力使之被壓實[1]。

二、壓路機的國外發展歷程

第一個階段是早期階段。在18世紀是畜力牽引式的壓路機。在19世紀專利申請主要是以蒸汽為動力的壓路機。在早期社會經濟中，由于工業生產技術的先進性，全球早期大部分專利申請來自于英國和美國[2]。在1894年英國人WRIGHT EDWARD THOMAS申請了第一個蒸汽壓路機專利GB189415467A。在1897年美國人HINMAN CLEMENT F申請了第一個自行式三輪壓路機專利US649423A。

第二個階段是發展階段。在19世紀中葉專利申請主要是以內燃機為動力的壓路機。在20世紀初大噸位壓路機成為這一階段專利申請的主要方向。第二階段后期，隨著振動式壓路機原理的深入研究，在1982 年瑞典設計了水平方向振蕩壓路機。英、美、加拿大等國從1894年開始就有關于壓路機的專利申請，而德、瑞典、日本、韓等國是從20世紀60年代開始才有關壓路機的專利申請。

第三階段是快速成長階段。這一時期的研究主要集中在振動壓路機參數優化等方面，通過振動頻率、幅度的無級連續調節來改善壓實效果。德國哈姆股份公司2013年申請的專利CN103243630A主要就是對振動振蕩壓路機的振動頻率的無級連續調節方式的改進。

三、壓路機的國內發展歷程

在1940年大連制造出第一臺蒸汽式壓路機。在1952年上海市廈門路機械廠制造出以內燃機為驅動的壓路機。在1961年西安公路交通大學與西安筑路機械廠制造出自行式振動壓路機。在1974年洛陽建筑與長沙所制造出第一臺液壓傳動振動壓路機。在1983年洛陽建筑引進美國HRSTER公司技術，合作生產鉸接式振動壓路機。在1984年徐工引進瑞典戴納帕克輪胎式驅動振動壓路機和串聯式振動壓路機技術。

隨著我國專利法制度的實施，德國申請人貝諾·卡頓埃格1985年在我國申請了第一件壓路機的發明專利CN85106800A。在1985年之后，我國有關壓路機的專利申請主要申請人有三一、中聯重科、常林、廈工、徐工、柳工等，另外在高校等科研單位中，長安大學申請量處于領先地位。分析重要申請人專利申請情況可知，我國早期申請常林、廈工較多，而近些年三一、柳工、徐工等企業申請量顯著增加。如圖1所示為我國有關壓路機技術的重要申請人及其專利申請量。

作為壓路機技術的重要申請企業，三一在2000年第一次申請的有關壓路機的專利申請CN2428513Y，其是對振動式壓路機振動輪冷卻系統的改進。隨后三一一直致力于振動式壓路機冷卻系統結構的改進。在2002年三一申請了第一件有關壓路機振動輪冷卻系統的改進的發明專利CN1331363A。由于使用率的關系，終于在2003年三一申請了第一件有關輪胎壓路機的專利CN2644484Y。而在2005年三一申請了第一件有關壓路機轉向操作系統改進的發明專利CN1730824A。在2007年三一申請了第一件有關壓路機控制系統改進的發明專利CN101082200A。隨后三一一直致力于各種壓路機控制系統結構的改進。緊跟國際發展，三一致力于壓路機調幅調頻的研究，同時考慮人員舒適性，在2011年三一申請了第一件有關振動式壓路機調幅組件改進的發明專利CN102094378A，同年申請了第一件有關振動式壓路機減振裝置的專利CN202175903U。如圖2所示為三一壓路機技術專利申請歷程。

作為壓路機技術申請量最大的高校，長安大學在2002年第一次申請了有關壓路機的專利申請CN2565864Y，其是對振動式壓路機振幅調節的改進。隨后長安大學對壓路機的研究主要集中在沖擊式壓路機。在2005年長安大學申請了第一件有關沖擊式壓路機平衡裝置改進的發明專利CN1687527A。而在2009年長安大學申請了第一件有關振動式壓路機控制系統改進的發明專利CN101576738A，同年，申請了第一件有關振動式壓路機振幅無極調節改進的專利CN201459578U。在2010年長安大學申請了第一件有關振動式壓路機減振裝置的發明專利CN101749364A。在2012年長安大學申請了第一件有關計算機控制壓路機的遠程監控系統的專利CN202534136U。從此長安大學對壓路機的研究邁向智能化。如圖3所示為長安大學壓路機技術專利申請歷程。

總的來說，國內申請人的分布還是比較集中的，78%的申請人為企業，高校/研究院和個人分別只占了8%和14%，如圖4所示為我國專利申請人類型分布圖，主要是因為壓路機為大型工程機械，與實際生產緊密相關，也只有在實際生產過程中才能接觸到從而進行改進。

四、壓路機技術發展方向

通過液壓技術可以使復雜的壓路機結構簡單化，可使行走系統無級變速、可使振動系統在較大范圍內調頻和變幅，改善使用性能和提高應用范圍;通過液壓與電子控制的有機結合，可以采集工作狀態參數，實現自我診斷，實現故障的自動報警、振動頻率和振幅的自動調節及壓實度的隨機檢測;通過設計更換不同功能的模塊結構和標準附件能直接改變壓實性能和用途及壓路機類型;通過按人機工程學設計，能提高人機的安全性和操作的舒適性;通過無人駕駛或地面遙控壓路機也是未來機器自動化的發展趨勢。

參考文獻

[1]周萼秋，易小剛，湯漢輝.現代壓實機械[M].北京：人民交通出版社，2003

[2]萬漢馳，中國壓實機械60年的輝煌與啟示[J].建筑機械化，2009，10：46-52