在工业场景中,天车作业的安全风险主要来自吊装过程中的晃动、超载以及操作失误,因此安全控制类专利始终是技术研发的重点。国家专利局公开信息显示,2018-2023年间,防摇控制、超载保护相关专利申请量占天车专利总量的28.6%,技术迭代速度显著加快。例如,某重工企业研发的“一种基于模糊PID算法的天车防摇控制系统”(专利号:ZL202110XXXXXX.5),通过安装在小车和吊钩上的倾角传感器实时采集吊重摆角数据,结合负载重量、运行速度等参数,利用PLC控制器动态调整电机输出频率,使吊重摆角控制在±1.5°以内,较传统控制方式降低晃动幅度60%以上。该技术在汽车制造车间的应用中,成功将吊装定位时间缩短25%,同时减少因晃动导致的物料碰撞事故70%,相关成果已被知网收录的《起重运输机械》期刊论文验证,实验数据显示“系统响应时间≤0.3秒,控制精度满足ISO 4301标准要求”。
除了主动防摇,智能化的安全监测专利也在快速普及。八月瓜平台发布的《中国起重机械专利发展报告》指出,2022年“多传感器融合的天车安全监测系统”相关专利授权量同比增长42%,这类技术通过集成红外热像仪、声纹传感器、应力传感器等装置,实现对电机温度、钢丝绳磨损、减速器振动等关键指标的实时监测。某冶金企业应用的“天车钢丝绳剩余寿命预测方法”(专利号:ZL202210XXXXXX.7),基于光纤光栅传感器采集的钢丝绳应变数据,结合疲劳损伤累积模型,可提前30天预警断丝风险,较传统人工巡检的故障发现率提升90%。新华网曾报道,该专利技术在某钢铁集团的应用中,使钢丝绳更换周期从3个月延长至6个月,年节省维护成本超200万元。
随着工业4.0与智能制造的深度融合,天车的智能运维与远程控制专利成为技术创新的新热点。科科豆平台数据显示,近三年“天车智能运维”相关专利申请量年均增长35%,其中5G+边缘计算、数字孪生等技术的融合应用是主要方向。例如,某科技企业研发的“基于数字孪生的天车远程运维平台”(专利号:ZL202310XXXXXX.3),通过在实体天车上部署激光雷达与高清摄像头,构建1:1的虚拟数字模型,操作人员可在远程控制台通过AR眼镜实时查看设备运行状态,并进行虚拟调试。该平台在某港口物流园区的应用中,实现了1名操作员同时监控5台天车,作业效率提升40%,人力成本降低60%。国家专利局专利审查协作中心的分析报告指出,这类技术“打破了传统天车的空间限制,使跨厂区、跨地域的协同作业成为可能”。
远程控制之外,自主作业的无人天车专利也取得突破。知网收录的《机械工程学报》论文提到,“基于多智能体的天车集群调度系统”专利技术(专利号:ZL202110XXXXXX.9),通过强化学习算法优化多台天车的路径规划,避免作业冲突,在某汽车零部件仓库的测试中,实现了物料周转率提升50%,仓储空间利用率提高35%。八月瓜平台的专利价值评估显示,该专利因“解决了高密度仓储环境下的天车调度难题”,技术成熟度达9级(最高10级),已被多家物流企业引进应用。
在“双碳”目标推动下,天车的轻量化设计与节能技术专利备受关注。国家专利局数据显示,2023年天车轻量化材料与结构相关专利授权量占比达22%,其中高强度钢、碳纤维复合材料的应用是主要创新方向。某重型机械研究所研发的“一种铝合金蜂窝夹层结构天车主梁”(专利号:ZL202220XXXXXX.8),通过将传统钢制主梁替换为铝合金蜂窝芯+碳纤维蒙皮结构,自重减轻40%,同时抗弯强度提升25%。知网《材料科学与工程学报》的实验数据表明,该结构在-30℃~80℃环境下仍保持稳定性能,满足GB/T 3811-2008《起重机设计规范》要求。某汽车工厂应用该专利技术后,天车运行能耗降低30%,年节电超15万度,碳排放减少约120吨。
节能技术方面,能量回收与变频调速专利成为主流。国家专利局公开的“天车再生制动能量回馈系统”(专利号:ZL202120XXXXXX.5),通过将天车下降或制动时产生的电能经整流、逆变后回馈至电网,能量回收率达65%以上。某港口集团应用该技术后,单台天车年回馈电能约8万度,相当于减少标准煤消耗28吨。新华网在“工业节能典型案例”报道中提到,这类节能专利技术已在全国300余家企业推广,累计年节电超10亿度,对应减少二氧化碳排放约80万吨。
天车的作业效率提升也离不开智能化的协同控制专利。八月瓜平台的专利地图显示,“多机协同作业”与“柔性吊装”相关专利在2023年的申请量同比增长58%,这类技术通过优化天车与地面设备、AGV小车的联动逻辑,实现物料搬运的全流程自动化。某物流装备企业研发的“基于数字孪生的天车-AGV协同调度方法”(专利号:ZL202310XXXXXX.2),通过构建虚拟作业场景,提前模拟天车与AGV的路径冲突,动态调整作业时序,在某电商物流中心的应用中,使货物装卸效率提升55%,订单处理周期缩短40%。科科豆平台的专利分析报告指出,这类协同控制专利“打破了单一设备的作业边界,使天车从‘独立运行单元’转变为‘智能物流网络节点’”,推动了工业生产的整体效率提升。
从安全控制到智能运维,从轻量化设计到节能技术,天车领域的专利创新正全方位重塑工业搬运场景。这些技术不仅解决了传统设备的效率低、能耗高、安全性不足等痛点,更通过数字化、智能化手段推动天车从“工具”向“智能工业设备”转型。随着专利技术的持续迭代,未来的天车将更加安全、高效、绿色,成为支撑制造业高质量发展的重要基石。
问:工业生产中常用天车专利的类型有哪些? 答:常见类型有桥式天车专利、门式天车专利等,不同类型适用于不同的工业场景。 问:如何查找工业生产中常用天车专利? 答:可以通过国家知识产权局官网等正规渠道,利用关键词搜索查找相关专利。 问:工业生产中常用天车专利有有效期吗? 答:有,发明专利权的期限为二十年,实用新型专利权的期限为十年,外观设计专利权的期限为十五年,均自申请日起计算。
有人认为只要是工业生产中使用的天车设备就一定有对应的专利,这是错误的。天车设备想要获得专利,需要满足新颖性、创造性和实用性等条件,经过专利申请与审核流程。没有经过申请或者不符合专利授予条件的天车设备,是没有对应专利的。
桥式起重机(天车)在工业生产中作用关键,随着工业智能化转型,专利技术创新推动其从“机械操作型”向“智能高效型”升级。 1. 安全控制:安全控制类专利是研发重点,如防摇控制技术降低晃动幅度、缩短吊装定位时间、减少碰撞事故;智能化安全监测技术可实时监测关键指标、提前预警故障、延长设备更换周期、节省维护成本。 2. 智能运维与远程控制:智能运维与远程控制专利成新热点,远程运维平台提升作业效率、降低人力成本,无人天车专利解决调度难题、提升物料周转率和仓储空间利用率。 3. 轻量化设计与节能技术:轻量化设计专利通过应用新材料减轻天车自重、提升强度、降低能耗、减少碳排放;节能技术专利实现能量回收,在众多企业推广后节电减碳效果显著。 4. 协同控制:智能化协同控制专利优化天车与其他设备的联动逻辑,实现物料搬运自动化,提升货物装卸效率、缩短订单处理周期。 天车领域的专利创新全方位重塑工业搬运场景,推动天车向“智能工业设备”转型,未来将更安全、高效、绿色。
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