1920年捷克作家描述了名叫“Robot”的幫人干夫役的機(jī)械，它是最早的工業(yè)機(jī)器人假想。跟著科學(xué)技術(shù)開展，1954年美國戴沃爾最早提出了工業(yè)機(jī)器人的觀點，1958年請求了專利，1959年正在美國出生第一臺工業(yè)機(jī)器人。五十多年去工業(yè)機(jī)器人閱歷了可編程示教再現(xiàn)型機(jī)器人、知覺斷定機(jī)器人、智能機(jī)器人三個階段，應(yīng)用領(lǐng)域也漸漸從工業(yè)生產(chǎn)的民用范疇轉(zhuǎn)移到軍事范疇。
美、驲、德等國正在把握機(jī)器人范疇核心技術(shù)的同時，自20世紀(jì)60年月以來便致力于機(jī)器人技巧范疇的寰球?qū)＠Y(jié)構(gòu)，以此強(qiáng)固了正在寰球市場規(guī)模內(nèi)的國際焦點競爭力。本文致力于經(jīng)由過程研討機(jī)器人范疇的寰球?qū)＠Y(jié)構(gòu)近況、正在華專利申請近況和次要競爭對手近況，從知識產(chǎn)權(quán)的角度展現(xiàn)我國工業(yè)機(jī)器人技巧開展的機(jī)緣與應(yīng)戰(zhàn)。
一、工業(yè)機(jī)器人范疇寰球?qū)＠暾埍砻?/p>
停止到2014歲尾，工業(yè)機(jī)器人技巧范疇的寰球?qū)＠暾埩恳芽缭?萬件，去掉反復(fù)的本家專利[1]后為3.5萬余項。最早的專利申請呈現(xiàn)正在1958年，直到1985年后，專利申請數(shù)目才起頭呈現(xiàn)大幅度增加，次要緣故原由是中國正在1985年擬定《專利法》后，工業(yè)機(jī)器人范疇次要競爭對手非常注重中國市場，紛繁正在中國停止專利結(jié)構(gòu)?，F(xiàn)階段，工業(yè)機(jī)器人技巧正處于高速發(fā)展期。
哪個廠家生產(chǎn)圖書館分揀機(jī)器人圖1工業(yè)機(jī)器人技巧范疇寰球?qū)＠暾堏呄驁D
從技巧開展過程來看，工業(yè)機(jī)器人技巧共閱歷三大階段：
第一階段可編程示教再現(xiàn)型機(jī)器人：工業(yè)機(jī)器人范疇的第一件專利是美國人喬治德沃爾正在1958年請求，名為可編程的操縱安裝。約瑟夫英格伯格對此專利很感興趣，結(jié)合德沃爾正在1959年配合制造了世界上第一臺工業(yè)機(jī)器人稱為Robot，即人手把著機(jī)械手，把應(yīng)該實現(xiàn)的使命做一遍，機(jī)器人再依照事先教給它們的順序停止反復(fù)事情，次要用于工業(yè)生產(chǎn)的鍛造、鑄造、沖壓、焊接等出產(chǎn)范疇，特稱為工業(yè)機(jī)器人。
第二階段知覺斷定機(jī)器人：那階段的工業(yè)機(jī)器人是存在必然的感到功用跟自適應(yīng)能力的離線編程機(jī)器人，其特點是可以依據(jù)功課工具的情況轉(zhuǎn)變功課內(nèi)容，即所謂的“知覺斷定機(jī)器人”。時代工業(yè)機(jī)器人“四大家族”：庫卡、ABB、安川、FANUC公司離別正在1974年、1976年、1978年跟1979年起頭了寰球?qū)＠Y(jié)構(gòu)。
第三階段智能機(jī)器人：此階段機(jī)器人帶有多種傳感器，可能將多種傳感器失掉的信息停止融會，可能無效的順應(yīng)變更的情況，存在很強(qiáng)的自適應(yīng)能力、學(xué)習(xí)才能跟自治功用。2000年當(dāng)前，美國、日本等國起頭了智能軍用機(jī)器人研討，并正在2002年由美國波士頓公司跟日本公司配合請求了第一件“機(jī)器狗”（BostonDynamicsBigDog）智能軍用機(jī)器人專利，2004年正在美國DRAPA/SPAWAR撐持下請求了智能軍用機(jī)器人專利。
1、工業(yè)機(jī)器人范疇專利受理量國度/地域漫衍
從工業(yè)機(jī)器人相關(guān)專利受理數(shù)目排名前六位國度/地域的排名環(huán)境可以看出，相關(guān)專利受理數(shù)目最多的國度/地域依次是：中國、日本、韓國、美國、歐洲專利局、世界知識產(chǎn)權(quán)組織。那也表現(xiàn)了中、驲、韓、美是工業(yè)機(jī)器人的次要市場。
圖2工業(yè)機(jī)器人范疇專利受理量國度/地域漫衍
2、工業(yè)機(jī)器人范疇技巧結(jié)構(gòu)表面
下圖給出了工業(yè)機(jī)器人范疇的寰球技巧結(jié)構(gòu)環(huán)境，專利多數(shù)漫衍正在機(jī)械手的布局、節(jié)制、觸摸、平安跟程序控制技巧，和工業(yè)機(jī)器人的航道節(jié)制、自動控制、傳輸、多鉸接爪臂技巧。
圖3工業(yè)機(jī)器人范疇技巧結(jié)構(gòu)
3、中國專利申請環(huán)境剖析
我國工業(yè)機(jī)器人起步于1972年，其開展進(jìn)程大抵可分為三個階段：1972年~1985年的萌芽期；1985年~2000年的技巧研發(fā)期；2000年至今的產(chǎn)業(yè)化期。
圖4工業(yè)機(jī)器人正在中國的專利申請環(huán)境
現(xiàn)階段我國已出產(chǎn)出部門機(jī)器人要害元器件，開辟出弧焊、點焊、碼垛、拆卸、搬運、注塑、沖壓、噴漆等工業(yè)機(jī)器人。一批國產(chǎn)工業(yè)機(jī)器人已效勞于海內(nèi)部門企業(yè)的生產(chǎn)線上；一批機(jī)器人技巧的研討人材也涌現(xiàn)出來。部門軍工企業(yè)、科研機(jī)構(gòu)跟企業(yè)已把握了工業(yè)機(jī)器人操作機(jī)的優(yōu)化計劃制造技巧、工業(yè)機(jī)器人節(jié)制、驅(qū)動體系的硬件計劃技巧、機(jī)器人軟件的計劃跟編程技術(shù)、運動學(xué)跟軌跡計劃技巧等技巧，某些關(guān)鍵技術(shù)以至已到達(dá)或瀕臨世界進(jìn)步前輩程度?？墒牵谌A專利申請數(shù)據(jù)顯現(xiàn)，瑞士的ABB、日本的FANUC、日本的YASKAWA、德國的KUKA曾經(jīng)正在我國請求了大批專利，中國申請人集合正在蘇州工業(yè)園區(qū)職業(yè)技巧學(xué)院、昆山市工業(yè)技巧研究院、湖南大學(xué)、清華大學(xué)等高校，我國擁有技巧劣勢的科研院所跟企業(yè)反而不太存眷工業(yè)機(jī)器人技巧范疇的專利結(jié)構(gòu)。
兩、次要競爭對手表面
正在民用范疇，國際上占領(lǐng)了工業(yè)機(jī)器人絕大部分市場的“四大家族”：安川、FANUC、KUKA、ABB公司，自上世紀(jì)70年月中期起頭了寰球?qū)＠Y(jié)構(gòu)，而且逐年回升。同時，“中國增加”讓寰球當(dāng)先的工業(yè)機(jī)器人巨子皆把眼光投向這塊地盤，不約而同的是，總部正在瑞士的ABB、日本的FANUC、日本的YASKAWA、德國的KUKA皆將其中國總部設(shè)在上?！，F(xiàn)階段，那四家企業(yè)正在中國市場占有率統(tǒng)共到達(dá)八成以上，前三家正在寰球的機(jī)器人銷量皆沖破了20萬臺。
正在軍用范疇，由美國政府撐持的軍用機(jī)器人開發(fā)商占領(lǐng)了寰球軍用機(jī)器人市場的85％，歐洲占領(lǐng)15％，而中國僅為0.1%。軍用機(jī)器人領(lǐng)軍企業(yè)GeneralDynamics市場占有率為27%，諾格公司、洛克希德－馬丁公司緊隨其后。
1、日本安川機(jī)電
1915年合伙公司安川機(jī)電建造所建立。安川機(jī)電自1977研制出第一臺齊電動工業(yè)機(jī)器人以來，旗下?lián)碛蠱otoman美國、瑞典、德國和SyneticsSolutions美國公司等子公司，至今共出產(chǎn)13萬多臺機(jī)器人產(chǎn)物，而比來2年出產(chǎn)的機(jī)器人3萬多臺，跨越了其他的機(jī)器人制造公司。2005年4月，該公司公布將投資4億日元，制作一個新的機(jī)器人制造廠，該公司每個月工業(yè)機(jī)器人生產(chǎn)能力將到達(dá)2000臺。安川公司正在寰球請求的機(jī)器人相關(guān)專利4505件，去掉反復(fù)的本家專利為1949項本家專利。
圖5安川機(jī)電的專利申請環(huán)境
2、日本FANUC
日本發(fā)那科公司(FANUC)創(chuàng)立于1956年，是當(dāng)今世界上數(shù)控系統(tǒng)科研、計劃、制造、發(fā)賣實力最壯大的企業(yè)，研發(fā)職員占公司總?cè)藬?shù)的1/3/。1974年，F(xiàn)ANUC工業(yè)機(jī)器人問世——基于伺服、數(shù)控根底，1976年投放市場。FANUC公司正在寰球請求的機(jī)器人相關(guān)專利5507件，去掉反復(fù)的本家專利為1476項本家專利。
圖6發(fā)那科公司的專利申請環(huán)境
3、德國KUKA
KUKA公司建立于1898年，總部設(shè)在德國奧格斯堡，是為汽車制造、航天、動力及工業(yè)范疇供給柔性自動化體系設(shè)備的公司。2000年9月，庫卡自動化設(shè)備有限公司正式建立。2004年7月，庫卡柔性體系制造有限公司正在上海青浦工業(yè)園建立。2008年12月，正在上海交通大學(xué)建立“KUKA焊接機(jī)器人智能化與工程使用結(jié)合實驗室”。KUKA公司正在寰球請求的機(jī)器人相關(guān)專利2383件，去掉反復(fù)的本家專利為802項本家專利。
圖7德國KUKA公司的專利申請環(huán)境
分揀機(jī)器人選型過程案例4、瑞士ABB
ABB是由兩個汗青100多年的國際性企業(yè)瑞典的阿西亞公司跟瑞士的布朗勃法瑞公司（BBCBrownBoveri）正在1988年歸并而成，兩公司離別建立于1883年跟1891年。ABB集團(tuán)的營業(yè)遍及寰球100多個國度，擁有107000名員工，ABB集團(tuán)跨越一半的營業(yè)額來自歐洲市場，遠(yuǎn)四分之一來自亞洲、中東跟非洲，五分之一來自北北美洲市場。ABB公司正在寰球請求的機(jī)器人相關(guān)專利3389件，去掉反復(fù)的本家專利為923項本家專利。
圖8瑞士ABB公司的專利申請環(huán)境
5、美國波士頓能源公司
美國波士頓能源公司自1998年以來共申請專利8項，此中美國5項，日本1項，世界知識產(chǎn)權(quán)組織2項。此中一項發(fā)明專利US2004864715A是取得美國政府DARPA/SPAWAR籌劃撐持，該專利權(quán)屬于國度。該公司的次要研發(fā)團(tuán)隊職員有13人，核心技術(shù)研發(fā)職員是PlayterRobert、RaibertMarc、BuehlerMartin、SaundersAaron，特別是SaundersAaron介入了波士頓能源公司比年的每一項智能機(jī)器人名目研發(fā)，是高等智能四足仿生機(jī)器人BigDog的研發(fā)焦點力氣。
圖9波士頓能源智能機(jī)器人研發(fā)近況
波士頓機(jī)器狗（BostonDynamicsBigDog）是一種能源均衡四足機(jī)器人，由波士頓能源公司、福斯特-米勒公司、噴氣促進(jìn)實驗室，和哈福大學(xué)康德菲爾德研討站配合研發(fā)。
BigDog
專利US2008287751A
圖10波士頓能源公司智能機(jī)器人產(chǎn)物與專利對應(yīng)環(huán)境
2002年7月請求的專利JP2002215591A寵物機(jī)器人展現(xiàn)了波士頓能源公司最初的智能四足仿生機(jī)器人BigDog的技巧起源，該專利顯現(xiàn)相關(guān)技巧是由日本SONY公司與波士頓能源結(jié)合研發(fā)，并由單方共有相關(guān)專利。該專利表露了采取螺旋式彈簧保持伺服電機(jī)與腿部末梢的線性關(guān)系，并給出了詳細(xì)的實現(xiàn)方式與相關(guān)實驗數(shù)據(jù)。
三、啟迪與發(fā)起
1、國內(nèi)外工業(yè)機(jī)器人市場面對知識產(chǎn)權(quán)危險
安川、FANUC、KUKA、ABB公司四大公司正在上世紀(jì)70年月起頭了寰球?qū)＠暾?，離別于1995年、2003年、1985年、1996年起頭正在中國停止專利結(jié)構(gòu)，特別是KUKA公司正在中國專利申請量最大。四大公司所請求的部門專利的技巧特點與海內(nèi)某些企業(yè)相關(guān)工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)物近似，發(fā)起后續(xù)針對詳細(xì)的產(chǎn)物做具體的專利侵權(quán)剖析。海內(nèi)大部分工業(yè)機(jī)器人相關(guān)技巧另有部門處于研發(fā)階段，一方面可以依據(jù)關(guān)鍵技術(shù)的專利近況停止躲避計劃或許調(diào)劑研發(fā)門路，制止后續(xù)知識產(chǎn)權(quán)危險；另一方面可以針對詳細(xì)的亟待的技巧問題跟難點正在專利文獻(xiàn)中探求技巧解決方案。
揚中五軸分揀機(jī)器人2、工業(yè)機(jī)器人技巧產(chǎn)業(yè)化應(yīng)以專利為突破口
從四大民用公司的專利申請趨向來看，每一次技巧產(chǎn)業(yè)化的工夫面皆是專利申請量的峰值，特別是日本企業(yè)。專利是產(chǎn)物進(jìn)入市場的保護(hù)傘，專利申請的工夫跟地區(qū)取舍與產(chǎn)業(yè)化開展標(biāo)的目的密切相關(guān)。例如，日本FANUC公司正在2003年之前從未正在華請求機(jī)器人相關(guān)專利，次要是防備泄露相關(guān)技巧，可是于2003年正在中國廣州、深圳等天設(shè)立遠(yuǎn)十家分公司，同年便起頭了正在華地域的專利申請，專利申請量急劇回升，如許不只可以護(hù)衛(wèi)自身產(chǎn)物，借能停止競爭對手的開展。
3、收買存在技巧研發(fā)實力的公司是快捷晉升競爭力的方法
支并購國內(nèi)外存在自立知識產(chǎn)權(quán)、較強(qiáng)的研發(fā)團(tuán)隊和當(dāng)先的市場位置的相關(guān)企業(yè)也漸漸成為海內(nèi)企業(yè)快捷晉升范圍、晉升焦點競爭力、快捷實現(xiàn)國際化運營結(jié)構(gòu)的重要途徑，也是軍工企業(yè)實現(xiàn)軍民融會式開展、產(chǎn)業(yè)快捷轉(zhuǎn)型進(jìn)級跟結(jié)構(gòu)調(diào)整的便利之路。一方面可以間接取得大批專利，另一方面是可以取得存在研發(fā)實力的團(tuán)隊。例如，ABB公司從1987年起頭的3年內(nèi)收買了寰球60多家公司，可是機(jī)器人技巧方面并未快捷開展，可是自從1998年6月收買AlfaLaval自動化公司，1998年10月收買ElsagBailey公司之后，機(jī)器人相關(guān)專利申請急速回升，自此起頭連結(jié)了技巧劣勢。
此中，KUKA是德國公司，相較于美國、日本來講更容易技巧協(xié)作，而且KUKA進(jìn)入中國市場較早，可見其對中國市場的關(guān)注度下，一起頭進(jìn)入中國是1986年贈予中國一汽工業(yè)機(jī)器人的友愛方法。2008年KUKA與上海交大結(jié)合建立實驗室，是比力有時機(jī)停止技巧協(xié)作或許引進(jìn)相關(guān)人材的。另外，KUKA正在中國的專利申請量較大，曾經(jīng)具有了必然的技巧劣勢，與其結(jié)合可以制止更多的知識產(chǎn)權(quán)危險。
4、工業(yè)機(jī)器人技巧轉(zhuǎn)化使用應(yīng)存眷“民轉(zhuǎn)軍”
2000年后，美國漸漸起頭將工業(yè)機(jī)器人技巧轉(zhuǎn)化使用到軍事范疇，而且正在2011年宣布了針對針對制造、安康照顧護(hù)士/醫(yī)藥機(jī)器人、效勞機(jī)器人三類機(jī)器人的國度機(jī)器人技巧建議，明白了美國機(jī)器人技巧開展門路，可是正在2013年宣布的美國機(jī)器人技巧開展路線圖中新增長了航天跟國防范疇機(jī)器人技巧開展計劃。同時，美國正在花巨資研討軍用機(jī)器人時非常注重相關(guān)知識產(chǎn)權(quán)護(hù)衛(wèi)，例如美國波士頓能源公司的發(fā)明專利US2004864715A顯現(xiàn)，該專利已取得美國政府DARPA/SPAWAR籌劃撐持，同時也劃定其專利權(quán)屬于國度；另一方面，美國的軍用機(jī)器人研發(fā)采用多方協(xié)作，例如波士頓BigDog最初的技巧就是來源于日本SONY公司與波士頓能源公司結(jié)合研發(fā)，從其他媒體報道顯現(xiàn)，該型號借與福斯特-米勒公司、噴氣促進(jìn)實驗室、哈福大學(xué)康德菲爾德研討站停止了聯(lián)合開發(fā)。
發(fā)起海內(nèi)企業(yè)正在工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)論證中展開完全的專利剖析評斷，展開關(guān)鍵技術(shù)的專利剖析可能進(jìn)步技巧研發(fā)出發(fā)點、優(yōu)化資源配置、放慢研討歷程，實現(xiàn)關(guān)鍵技術(shù)沖破并停止再翻新，從而快捷晉升技巧創(chuàng)新能力；同時，把握外洋對標(biāo)公司的專利結(jié)構(gòu)、摸清型號開展與外洋技術(shù)指標(biāo)的差異，知足研發(fā)進(jìn)程中對科技情報支持信息的火急需要。正在此基礎(chǔ)上，聯(lián)合企業(yè)工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)范疇技巧劣勢跟技巧優(yōu)勢，剖析外洋高新技術(shù)熱點、空白點、開展靜態(tài)跟標(biāo)的目的，為產(chǎn)業(yè)提出知識產(chǎn)權(quán)結(jié)構(gòu)發(fā)起，為策略研討、名目論證、名目立項供給決議計劃支持。
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