摘要：目前，隨著現(xiàn)代化技術(shù)的發(fā)展，起重機(jī)作為一種不可缺少的搬運(yùn)、裝卸設(shè)備，使用者對(duì)其性能的要求越來(lái)越高，尤其是對(duì)起重機(jī)智能化作業(yè)方面的要求越來(lái)越高，突破復(fù)雜環(huán)境下的人工智能、自動(dòng)識(shí)別作業(yè)環(huán)境、復(fù)雜設(shè)備的壽命周期管理、故障診斷報(bào)警等智能化技術(shù)，最終開發(fā)出具有高度自動(dòng)化水平、自帶安全管理系統(tǒng)、可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)控制的智能裝備也逐漸成為起重機(jī)智能化發(fā)展的研究熱點(diǎn)。本文從相關(guān)專利文獻(xiàn)的角度對(duì)起重機(jī)的智能化技術(shù)進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)分析，包括專利申請(qǐng)的趨勢(shì)、專利申請(qǐng)分布情況和重要申請(qǐng)人信息，并具體對(duì)技術(shù)組成和具有代表性的專利進(jìn)行了分析。

　　關(guān)鍵詞：起重機(jī);智能化;自動(dòng)識(shí)別;安全管理系統(tǒng);故障診斷

　　1 引言

　　公元前10年，古羅馬建筑師維特魯維斯曾在其建筑手冊(cè)里描述了一種起重機(jī)械，這種機(jī)械有一根桅桿，桿頂裝有滑輪，由牽索固定桅桿的位置，用絞盤拉動(dòng)繞過(guò)滑輪的纜索，以吊起重物，但起升幅度很小，操作也十分吃力。到了15世紀(jì)，意大利科學(xué)家發(fā)明了轉(zhuǎn)臂式起重機(jī)，才解決這些問(wèn)題。1805年，格蘭工程師倫尼為倫敦船塢建造了第一批蒸汽起重機(jī)。20世紀(jì)初期，歐洲開始使用塔式起重機(jī)，隨著起重機(jī)的發(fā)展，起升機(jī)構(gòu)、運(yùn)行機(jī)構(gòu)、變幅機(jī)構(gòu)、回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)和金屬結(jié)構(gòu)等成為了起重機(jī)設(shè)備不可缺少的重要結(jié)構(gòu)部件。直到現(xiàn)在，各行業(yè)生產(chǎn)規(guī)模的擴(kuò)大，生產(chǎn)自動(dòng)化程度的提高以及科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，推動(dòng)了現(xiàn)代設(shè)計(jì)和制造能力的提高，起重機(jī)作為各領(lǐng)域物料搬運(yùn)的主要設(shè)備，各行業(yè)對(duì)起重機(jī)的安全性、便捷性、智能化的要求也越來(lái)越高，其中智能化也逐步成為起重機(jī)未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)之一[1]。

　　起重機(jī)在特定的范圍下進(jìn)行水平方向移動(dòng)和垂直方向起升物體，主要用來(lái)搬運(yùn)物料，其動(dòng)作特點(diǎn)具有動(dòng)作間歇性和作業(yè)循環(huán)性[2]。起重機(jī)被廣泛應(yīng)用于廠房、搬運(yùn)場(chǎng)地、倉(cāng)庫(kù)、港口等，在生產(chǎn)活動(dòng)中是不可或缺的。起重機(jī)具有多個(gè)不同的類型，按照用途可以分為通用起重機(jī)、建筑起重機(jī)、冶金起重機(jī)、鐵路起重機(jī)、港口起重機(jī)、造船起重機(jī)、甲板起重機(jī)等，按照結(jié)構(gòu)不同可劃分為橋式起重機(jī)、龍門起重機(jī)、流動(dòng)起重機(jī)、懸臂起重機(jī)、塔式起重機(jī)、纜索起重機(jī)、船式起重機(jī)、運(yùn)載橋等[3]。

　　通常，智能起重機(jī)是將某些智能技術(shù)整合到起重機(jī)中，使起重機(jī)可以有效完成自身的起重任務(wù)，并可通過(guò)編程自動(dòng)控制操作和移動(dòng)，也可以全面識(shí)別外界環(huán)境，對(duì)人的操作進(jìn)行模擬，起升吊運(yùn)物體[4]。無(wú)需很多專業(yè)人員，僅需一名操作人員在中央控制室便可以監(jiān)控多臺(tái)起重機(jī)按照生產(chǎn)需求進(jìn)行規(guī)范作業(yè)，因此，智能起重機(jī)也被稱為無(wú)人起重機(jī)或起重機(jī)器人，因此，智能起重機(jī)可以大大縮減人力需求，大幅度改善工作效率[5]。

　　2 起重機(jī)智能化技術(shù)的專利現(xiàn)狀分析

　　本文主要采用incopat數(shù)據(jù)庫(kù)，針對(duì)去噪后的起重機(jī)智能化技術(shù)在全球的970件專利文獻(xiàn)進(jìn)行申請(qǐng)趨勢(shì)分析，其中，由于專利文獻(xiàn)從提出申請(qǐng)到向公眾公開有時(shí)間的延后，因此，2019年及2020年的樣本會(huì)不完整，所以，對(duì)于申請(qǐng)量趨勢(shì)圖中2019年和2020年申請(qǐng)量下降的趨勢(shì)不排除是由于樣本數(shù)據(jù)量的不完整性造成的。排除了2019—2020年部分尚未公開的專利，可以看出，起重機(jī)智能化技術(shù)專利文獻(xiàn)的申請(qǐng)量從2005年開始呈現(xiàn)上升態(tài)勢(shì)，而從2009年開始該技術(shù)的專利文獻(xiàn)申請(qǐng)量進(jìn)入了明顯增長(zhǎng)階段，這也與各起重廠家和研究單位對(duì)起重機(jī)行業(yè)智能化技術(shù)的關(guān)注程度變化相一致。

　　2.1 專利申請(qǐng)量趨勢(shì)分析

　　圖1示出了起重機(jī)的智能化技術(shù)的全球?qū)＠暾?qǐng)趨勢(shì)狀態(tài)。由圖1可以看出，該技術(shù)專利最早出現(xiàn)在1989年，其技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)按照專利申請(qǐng)量的情況主要分為3個(gè)階段：

　　階段1：申請(qǐng)起步階段(2006年之前)

　　1989年—2006年，這一時(shí)期起重機(jī)的智能化技術(shù)的專利申請(qǐng)量較少，1989年出現(xiàn)了第一項(xiàng)涉及起重機(jī)智能化技術(shù)的相關(guān)專利申請(qǐng)，隨后的一段時(shí)期內(nèi)，申請(qǐng)量一直維持在較低的水平，沒(méi)有明顯的增幅，直到2006年專利申請(qǐng)量達(dá)到5項(xiàng)，相比2005年申請(qǐng)量開始出現(xiàn)了有史以來(lái)第一次明顯的增加。這段時(shí)期由于產(chǎn)業(yè)化水平以及起重廠家和科研單位對(duì)智能化起重機(jī)的關(guān)注程度相對(duì)較低，導(dǎo)致起重機(jī)的智能化技術(shù)相關(guān)專利申請(qǐng)量較少。

　　階段2：緩慢發(fā)展階段(2007年—2009年)

　　2007年—2009年，起重機(jī)的智能化技術(shù)相關(guān)專利申請(qǐng)數(shù)量開始出現(xiàn)增長(zhǎng)，但增長(zhǎng)速度較慢，這也標(biāo)志著起重機(jī)的智能化技術(shù)進(jìn)入了初步發(fā)展階段，同時(shí)，該技術(shù)的生命周期也進(jìn)入成長(zhǎng)期，標(biāo)示著起重機(jī)的智能化技術(shù)的專利研究開始受到相關(guān)領(lǐng)域的廣泛關(guān)注，使該技術(shù)的相關(guān)專利申請(qǐng)量處于緩慢平穩(wěn)增長(zhǎng)狀態(tài)。

　　階段3：快速發(fā)展階段(2010年—2018年)

　　從2010年開始，起重機(jī)智能化技術(shù)的相關(guān)專利申請(qǐng)量呈現(xiàn)出迅速增長(zhǎng)的態(tài)勢(shì)，直到2018年申請(qǐng)量達(dá)到214件，這說(shuō)明該技術(shù)已廣泛受到關(guān)注，且該技術(shù)領(lǐng)域主體對(duì)起重機(jī)智能化技術(shù)的創(chuàng)新研發(fā)和對(duì)專利的重視程度大大提高，并逐漸開始重視專利布局。

　　2.2主要國(guó)家/地區(qū)/組織專利申請(qǐng)量分析

　　專利申請(qǐng)具有地域性，某一特定技術(shù)領(lǐng)域的專利申請(qǐng)的地域分布可以反映出該技術(shù)領(lǐng)域的發(fā)展?fàn)顟B(tài)。經(jīng)過(guò)對(duì)起重機(jī)智能化技術(shù)相關(guān)專利申請(qǐng)的地域分布進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析(如圖2所示)，可以看出，中國(guó)、韓國(guó)、世界知識(shí)產(chǎn)權(quán)組織的相關(guān)專利申請(qǐng)量排在前三位，其中，中國(guó)的申請(qǐng)量占據(jù)第一位，占全部申請(qǐng)量的95.97%，遙遙領(lǐng)先其他國(guó)家或組織。由此可以反映出中國(guó)在起重機(jī)的智能化技術(shù)上具備較強(qiáng)的技術(shù)儲(chǔ)備和研發(fā)能力，同時(shí)也展現(xiàn)了中國(guó)的相關(guān)企業(yè)和科研單位在起重機(jī)的智能化技術(shù)上的優(yōu)勢(shì)。

　　2.3 全球主要申請(qǐng)人分析

　　由圖3可知，全球排名比較靠前的申請(qǐng)人大多數(shù)是中國(guó)的企業(yè)、高校及科研單位。其中，徐州重型機(jī)械有限公司、武漢理工大學(xué)、長(zhǎng)沙桑尼重工機(jī)械有限公司排在前三位，申請(qǐng)量相差不多，均具有較強(qiáng)的技術(shù)研發(fā)能力，另外，排在第四位和第五位的分別是中聯(lián)重科股份有限公司和太原科技大學(xué)，也具有較多的申請(qǐng)量，技術(shù)能力同樣不可小覷。排名第六位到第十九位的申請(qǐng)人擁有幾乎相同數(shù)量的專利申請(qǐng)量，由此可見(jiàn)，本技術(shù)領(lǐng)域的專利分布并非一枝獨(dú)秀，相反，分布比較廣泛，呈現(xiàn)遍地開花的景象，這一現(xiàn)象也對(duì)該技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展大有裨益。

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