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摘要：流动式起重机作为大型起重设备，以其特有的作业承载能力和区域流动性特点，在各工程项目中有广泛应用。臂架系统作为流动式起重机的主要承载构件，从根本上决定了起重机的作业范围、作业高度，并在很大程度影响了起重机的安全起吊重量、起重姿态等，对整机结构起着举足轻重的作用。因此，为了解流动式起重机臂架系统的技术发展的现状和趋势，促进起重机企业的技术进步，本文对流动式起重机臂架的专利技术情况进行了研究，并针对全球和中国专利申请量的年代变化、国别分布、申请人分布等因素进行分析，以期对我国相关企业的技术研发和生产提供有益帮助。
关键词：专利；流动式起重机；臂架；桁架；伸缩；超起
1引言
臂架系统又称为起重臂、悬臂、吊臂，作为流动式起重机的主要承载构件部件，从根本上决定了起重机的作业范围、作业高度，并在很大程度影响了起重机的安全起吊重量、起重姿态等，对整机结构起着举足轻重的作用。臂架系统的技术发展历来是各大起重机生产企业的关注重点。为了进一步增强企业竞争力，打造世界一流品牌，我国的起重机生产企业也必须秉持“走出去”的战略，直面国外各大起重机生产企业的激烈竞争以及技术壁垒。因此，为了解流动式起重机臂架系统技术发展的现状和趋势，促进我国起重机企业的技术进步，本文对流动式起重机臂架系统在国外和国内专利申请的态势和总体情况进行了分析，以期为我国相关企业的知识产权战略保护提供专利信息。
本文针对臂架系统领域，在中国专利文摘数据库CNABS、德温特世界数据专利库DWPI中进行了检索和统计分析。臂架系统领域的分类主要集中在B66C23/00（起重机，主要由一根梁、臂架或起悬臂作用的三角构架组成，并且安装成能在垂直或水平平面内作移动或摆动，或者两种运动一起进行）。经过初步检索，CNABS 数据库中截止2016年12月31日公开的流动式臂架系统领域专利申请总量为1324 件（外观设计专利除外），DWPI 数据库中截止2016 年12 月31日公开的电梯节能领域专利申请总量为2142件。
由于专利申请公开的延迟性，有小部分2015 年以及部分2016 年提交的专利、实用新型专利申请尚未公开，因此2016年的数据为部分数据。
2流动式起重机臂架系统技术构成
臂架系统按照结构划分可以分为固定式臂架、伸缩式臂架、折叠式臂架以及组合式臂架，以及用于提高臂架在回转平面和/或俯仰平面内的承载能力，减少挠度的超起装置。
固定式臂架的历史最久，在流动式起重机诞生的年代里，桁架臂最能满足当时的作业功能要求。在1950年，欧美首次出现了具有伸缩式箱型臂架系统。上世纪60年代中期，液压技术成功应用于起重机行业，推动了起重臂伸缩技术的快速发展，才有了现在意义上的伸缩式臂架。伸缩式臂架具有多节箱形臂，运输长度小，现场安装所需场地小，在空间受限制的场合适用性很强。然而，箱形臂大多由薄板卷制焊接而成，与桁架式臂架受压不同，箱形伸缩式臂架一般承受双向压弯，弯矩的存在使吊臂容易发生整体和局部失稳。于是开始不断出现新的臂架结构，新的臂架材料。此时组合式臂架应运而生，通过将伸缩式臂架与固定式臂架结合起来，充分发挥两者的优点，使臂架系统的得到了非常大的提升。
在大幅度大重量的起重作业发展趋势中，仅靠增加材料的强度和整体的大小来实现臂架系统的大型化是不可取的。而超起系统的出现充分发挥了整机结构承载能力。目前超起装置主要分为撑杆式超起装置以及桅杆式超起装置，前者主要应用与伸缩式臂架系统，而后者则应用于固定式臂架系统。
3流动式起重机臂架系统专利情况分析
3.1 全球申请量发展趋势分析
流动式起重机最早出现于19世纪，其技术经过140 余年的发展，已经成为一种技术比较成熟的产品。自1980年起，其技术发展按专利申请的情况主要分为四个阶段：
3.2 国内外流动式起重机臂架系统技术分支专利申请分布
总体上在流动式起重机臂架系统技术的专利申请分布国内和国外大致上趋于一致，但是存在一定的区别。伸缩式臂架占国内总申请量的45%，占国外总申请量的50%。这表明国内外在伸缩式臂架方面的关注度都较高，其应用也最广泛。国内申请在固定式臂架方面所做的工作也较多，其所占比例高达38%，而国外则相对较少，仅占23%。组合式臂架在国内国外所占的比例均较低，占国内总申请量的13%，而在国外占14%。这是由于组合式臂架结构较为复杂，应用场合较少，成本高，因此更多应用于特定工作场景。从超起装置可以看出国外对超起技术更为重视，占比达到13%，而国内仅占有4%。
4国内外重要专利申请人
国外情况：德国的生产企业主要有利勃海尔（Liebherr）公司、特雷克斯—德马格（Terex-Demag）公司、森尼伯根（Sennebogen）公司，美国的生产企业主要有马尼托瓦克（Manitowoc）公司、林科—贝尔特（Link-belt）公司，日本的生产企业主要有神钢（Kobelco）起重机株式会社、日立（Hitachi）建机株式会社、住友（Sumitomo）建机株式会社公司和石川岛（IHI）公司等。
国内情况：国内目前主要的生产企业有徐工（XCMG）集团工程机械股份有限公司、上海三一（Sany）科技有限公司及三一集团下的各子公司、中联重科（ZoomLion）股份有限公司及中联集团下属各子公司、辽宁抚挖（FUWA）重工有限公司等。
国内重要申请人即主要起重机生产厂商在臂架系统领域的专利申请量已经与国外重要专利申请人基本持平，也反映了近年来国内生产厂家知识产权意识的逐步提高，以及臂架系统领域的后发努力已得到初步成效。而臂架系统在国外的专利布局已基本趋于完善，各重要申请人具备成熟的专利体系和独特的结构特点，国外重要申请人对于结构类的技术发展关注度逐渐下降，转而重点关注起重机的控制领域，以期获得更好的经济性、安全性以及操作性。
5结语
通过以上分析可以看出，国外的流动式起重机技术比国内起步早，相应的，其臂架系统的发展也非常完善，技术成熟度相对较高。反观国内，虽然申请量处于快速发展阶段，但是技术领先程度较低，在研究深度方面有待进一步提高，与国外还存在较大差距，大部分的专利申请还处于对国外技术的模仿和学习，重要专利申请人关于臂架结构的独创性研究相对较少，创新能力不足。
国内的申请人应借鉴国外申请人在该方面的技术经验，增强自身技术水平，绕开国外的专利壁垒形成具备自我特色的流动式起重机臂架系统技术。从臂架系统整体发展角度来讲，现有吊装作业越来越趋向于大型化、特殊化、专用化，因此流动式起重机也趋向于大吨位大起吊重量，国外一线起重机厂商生产的起重机最大起吊重量已经达到数千吨，国内一线起重机生产厂商应该抓住大型起重机發展的机遇，提高创新能力，形成高质量的专利布局，打破国外起重机制造商的技术优势，从而在世界市场上夺得一席之地，实现企业的可持续发展。
关键词：专利；流动式起重机；臂架；桁架；伸缩；超起
1引言
臂架系统又称为起重臂、悬臂、吊臂，作为流动式起重机的主要承载构件部件，从根本上决定了起重机的作业范围、作业高度，并在很大程度影响了起重机的安全起吊重量、起重姿态等，对整机结构起着举足轻重的作用。臂架系统的技术发展历来是各大起重机生产企业的关注重点。为了进一步增强企业竞争力，打造世界一流品牌，我国的起重机生产企业也必须秉持“走出去”的战略，直面国外各大起重机生产企业的激烈竞争以及技术壁垒。因此，为了解流动式起重机臂架系统技术发展的现状和趋势，促进我国起重机企业的技术进步，本文对流动式起重机臂架系统在国外和国内专利申请的态势和总体情况进行了分析，以期为我国相关企业的知识产权战略保护提供专利信息。
本文针对臂架系统领域，在中国专利文摘数据库CNABS、德温特世界数据专利库DWPI中进行了检索和统计分析。臂架系统领域的分类主要集中在B66C23/00（起重机，主要由一根梁、臂架或起悬臂作用的三角构架组成，并且安装成能在垂直或水平平面内作移动或摆动，或者两种运动一起进行）。经过初步检索，CNABS 数据库中截止2016年12月31日公开的流动式臂架系统领域专利申请总量为1324 件（外观设计专利除外），DWPI 数据库中截止2016 年12 月31日公开的电梯节能领域专利申请总量为2142件。
由于专利申请公开的延迟性，有小部分2015 年以及部分2016 年提交的专利、实用新型专利申请尚未公开，因此2016年的数据为部分数据。
2流动式起重机臂架系统技术构成
臂架系统按照结构划分可以分为固定式臂架、伸缩式臂架、折叠式臂架以及组合式臂架，以及用于提高臂架在回转平面和/或俯仰平面内的承载能力，减少挠度的超起装置。
固定式臂架的历史最久，在流动式起重机诞生的年代里，桁架臂最能满足当时的作业功能要求。在1950年，欧美首次出现了具有伸缩式箱型臂架系统。上世纪60年代中期，液压技术成功应用于起重机行业，推动了起重臂伸缩技术的快速发展，才有了现在意义上的伸缩式臂架。伸缩式臂架具有多节箱形臂，运输长度小，现场安装所需场地小，在空间受限制的场合适用性很强。然而，箱形臂大多由薄板卷制焊接而成，与桁架式臂架受压不同，箱形伸缩式臂架一般承受双向压弯，弯矩的存在使吊臂容易发生整体和局部失稳。于是开始不断出现新的臂架结构，新的臂架材料。此时组合式臂架应运而生，通过将伸缩式臂架与固定式臂架结合起来，充分发挥两者的优点，使臂架系统的得到了非常大的提升。
在大幅度大重量的起重作业发展趋势中，仅靠增加材料的强度和整体的大小来实现臂架系统的大型化是不可取的。而超起系统的出现充分发挥了整机结构承载能力。目前超起装置主要分为撑杆式超起装置以及桅杆式超起装置，前者主要应用与伸缩式臂架系统，而后者则应用于固定式臂架系统。
3流动式起重机臂架系统专利情况分析
3.1 全球申请量发展趋势分析
流动式起重机最早出现于19世纪，其技术经过140 余年的发展，已经成为一种技术比较成熟的产品。自1980年起，其技术发展按专利申请的情况主要分为四个阶段：
3.2 国内外流动式起重机臂架系统技术分支专利申请分布
总体上在流动式起重机臂架系统技术的专利申请分布国内和国外大致上趋于一致，但是存在一定的区别。伸缩式臂架占国内总申请量的45%，占国外总申请量的50%。这表明国内外在伸缩式臂架方面的关注度都较高，其应用也最广泛。国内申请在固定式臂架方面所做的工作也较多，其所占比例高达38%，而国外则相对较少，仅占23%。组合式臂架在国内国外所占的比例均较低，占国内总申请量的13%，而在国外占14%。这是由于组合式臂架结构较为复杂，应用场合较少，成本高，因此更多应用于特定工作场景。从超起装置可以看出国外对超起技术更为重视，占比达到13%，而国内仅占有4%。
4国内外重要专利申请人
国外情况：德国的生产企业主要有利勃海尔（Liebherr）公司、特雷克斯—德马格（Terex-Demag）公司、森尼伯根（Sennebogen）公司，美国的生产企业主要有马尼托瓦克（Manitowoc）公司、林科—贝尔特（Link-belt）公司，日本的生产企业主要有神钢（Kobelco）起重机株式会社、日立（Hitachi）建机株式会社、住友（Sumitomo）建机株式会社公司和石川岛（IHI）公司等。
国内情况：国内目前主要的生产企业有徐工（XCMG）集团工程机械股份有限公司、上海三一（Sany）科技有限公司及三一集团下的各子公司、中联重科（ZoomLion）股份有限公司及中联集团下属各子公司、辽宁抚挖（FUWA）重工有限公司等。
国内重要申请人即主要起重机生产厂商在臂架系统领域的专利申请量已经与国外重要专利申请人基本持平，也反映了近年来国内生产厂家知识产权意识的逐步提高，以及臂架系统领域的后发努力已得到初步成效。而臂架系统在国外的专利布局已基本趋于完善，各重要申请人具备成熟的专利体系和独特的结构特点，国外重要申请人对于结构类的技术发展关注度逐渐下降，转而重点关注起重机的控制领域，以期获得更好的经济性、安全性以及操作性。
5结语
通过以上分析可以看出，国外的流动式起重机技术比国内起步早，相应的，其臂架系统的发展也非常完善，技术成熟度相对较高。反观国内，虽然申请量处于快速发展阶段，但是技术领先程度较低，在研究深度方面有待进一步提高，与国外还存在较大差距，大部分的专利申请还处于对国外技术的模仿和学习，重要专利申请人关于臂架结构的独创性研究相对较少，创新能力不足。
国内的申请人应借鉴国外申请人在该方面的技术经验，增强自身技术水平，绕开国外的专利壁垒形成具备自我特色的流动式起重机臂架系统技术。从臂架系统整体发展角度来讲，现有吊装作业越来越趋向于大型化、特殊化、专用化，因此流动式起重机也趋向于大吨位大起吊重量，国外一线起重机厂商生产的起重机最大起吊重量已经达到数千吨，国内一线起重机生产厂商应该抓住大型起重机發展的机遇，提高创新能力，形成高质量的专利布局，打破国外起重机制造商的技术优势，从而在世界市场上夺得一席之地，实现企业的可持续发展。