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深度工业机器人产业专利竞争态势

时间:2021-08-17 来源网站:威海化工机械网

【深度】工业机器人产业专利竞争态势

随着工业机器人应用领域的不断扩大以及现代工业的快速发展,人们对工业机器人性能的要求越来越高,以期进一步提高生产效率和产品质量,因此高速、高精度、智能和模块化成为目前工业机器人发展的主要趋势。近年来全球工业机器人相关专利申请数量持续快速增长。该文基于汤森路透公司的Derwent Innovation Index数据库,利用TDA、Excel等分析工具,对全球工业机器人相关专利进行了分析,揭示了全球工业机器人相关专利技术的研发和竞争态势。

1、引言

工业机器人是面向工业领域的多关节机械手或多自由度机器人[1]。工业机器人综合了计算机、控制论、信息和传感技术、人工智能、仿生学等多学科,由操作机、控制器、伺服驱动系统和检测传感装置构成,是先进制造技术领域不可缺少的自动化设备。工业机器人的产品分类方式多种多样[2]。按臂部运动形式的不同,工业机器人可以分为4种:直角坐标型、圆柱坐标型、球坐标型和关节型。按照应用领域的不同工业机器人可以分为:弧焊机器人、电焊机器人、喷涂机器人、码垛机器人、搬运机器人、装配机器人及检测机器人等。

工业机器人产业的发展越来越受到世界各国的高度关注,主要经济体纷纷将发展机器人产业上升为国家战略,并以此作为保持和重获制造业竞争优势的重要段。根据国际机器人联合会(IFR)公布的全球工业机器人的销量数据[3]来看,工业机器人产业在经历了2009年的全球经济衰退后,从2010年开始逐渐复苏。2014年全球工业机器人销量为22.50万台,同比增速为26.31%,无论是销量还是增速均创历史新高。其中汽车行业和电子行业是工业机器人销售量最高的两个行业,焊接、搬运和装配是工业机器人应用最多的三大应用功能。

全球机器人总销量的70%集中在中国、韩国、日本、美国和德国这5个国家,并且中国已成为全球第一大工业机器人市场[3]。2005年至2014年期间,中国工业机器人的销售量以年均25%左右的速度高速增长。2013年国际机器人联合会的统计数据显示,韩国的工业机器人密度全球最高,达到437台/万人,日本为323台/万人,德国为282台/万人,美国为152台/万人。然而,中国的工业机器人密度仅为30台/万人,远低于国际平均水平。

本文通过对工业机器人领域的专利进行分析,揭示工业机器人技术研发布局及全球市场竞争态势。专利数据检索自汤森路透Derwent Innovations Index(DII)数据库和Thomson Innovation(TI)数据库,利用专利检索策略1,共检索到46482项专利文献(检索时间2015年10月)。专利数据分析工具包括汤森路透数据分析工具(Thomson Data Analyzer,TDA)、汤森路透创新专利分析平台(Thomson Innovation,TI)以及Excel等。

2全球工业机器人专利技术分析

2.1全球专利数量年度变化趋势

全球最早的工业机器人专利申请始于1954年(图1),该专利由美国人乔治德沃尔申请,专利名称为可编程的操作装置。基于这项专利,乔治德沃尔联合约瑟夫英格伯格在1959年生产出世界上第一台工业机器人“Unimation robots”[2]。1950至1960年代的机器人基本都属于“可编程的示教再现型机器人”[4],即通过示教编程存储作业程序的机器人。

1970年代至1980年代末期,专利数量飞快增长,并且出现了具有一定感觉功能和自适应离线编程能力的“知觉判断机器人”[4]。工业机器人“四大家族”:库卡、ABB、安川、FANUC公司分别在1974年、1976年、1978年和1979年开始了全球专利布局。

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