摘要：近年來，中國工業(yè)機器人市場經(jīng)歷了迅猛的發(fā)展，成為全球主要的工業(yè)機器人市場。為了更好地了解中國工業(yè)機器人產(chǎn)業(yè)在全球市場中的地位以及與世界先進(jìn)水平的差距，對工業(yè)機器人專利信息進(jìn)行了深入分析?；诖?，明確了產(chǎn)業(yè)發(fā)展中的問題和方向，提出了相應(yīng)的對策建議，以期為中國工業(yè)機器人產(chǎn)業(yè)的持續(xù)發(fā)展提供有益參考。

關(guān)鍵詞：工業(yè)機器人；專利分析；技術(shù)

DOI：10.12433/zgkjtz.20241904

工業(yè)機器人是一種自動化生產(chǎn)設(shè)備，它可以代替人工進(jìn)行高強度、高危險的工作。隨著經(jīng)濟(jì)社會的發(fā)展，工業(yè)機器人的應(yīng)用越來越廣泛。工業(yè)機器人是制造業(yè)的重要組成部分，從一定程度上來說，工業(yè)機器人可以提高制造業(yè)的生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量，從而促進(jìn)經(jīng)濟(jì)社會的發(fā)展。在現(xiàn)代工業(yè)中，工業(yè)機器人是一種不可或缺的自動化設(shè)備，因此，應(yīng)該積極推動工業(yè)機器人的應(yīng)用，從而促進(jìn)我國制造業(yè)的發(fā)展。

一、工業(yè)機器人的類型

工業(yè)機器人是一種智能化的機器設(shè)備，它具有很強的靈活性和適應(yīng)性，可以根據(jù)實際情況進(jìn)行合理調(diào)整。目前，工業(yè)機器人已經(jīng)廣泛應(yīng)用于各個領(lǐng)域。在現(xiàn)代制造業(yè)中，工業(yè)機器人可以代替人工進(jìn)行一些危險、繁重和重復(fù)性的工作，從而提高制造業(yè)的生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量。

目前，我國的工業(yè)機器人主要包括三種類型：第一類是協(xié)作工業(yè)機器人，它由多個工業(yè)機器人組成，工業(yè)機器人協(xié)同工作，從而提高工作效率。第二類是固定工業(yè)機器人，它由多個固定部件組成，固定部件可以重復(fù)使用。在使用過程中，固定部件會根據(jù)實際情況調(diào)整和更換。第三類是移動工業(yè)機器人，它是由一個移動部件組成的，可以在生產(chǎn)現(xiàn)場完成一些復(fù)雜的任務(wù)。

工業(yè)機器人分為兩大類：一類是通用型工業(yè)機器人，它是根據(jù)不同的工藝要求來設(shè)計和制造的。另一類是專用型工業(yè)機器人，主要用來完成特定的工藝要求。當(dāng)前，制造業(yè)在生產(chǎn)過程中普遍使用通用型工業(yè)機器人，但在一些特殊行業(yè)和領(lǐng)域中還需要專用型工業(yè)機器人。

二、我國發(fā)展工業(yè)機器人的意義

首先，發(fā)展工業(yè)機器人可以促進(jìn)制造業(yè)的轉(zhuǎn)型升級。隨著全球經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，制造業(yè)逐漸向智能化、信息化方向發(fā)展，在此背景下，工業(yè)機器人也得到了快速發(fā)展，在制造業(yè)中具有非常重要的作用。其次，工業(yè)機器人的應(yīng)用可以提高制造業(yè)的整體水平。工業(yè)機器人是現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)發(fā)展到一定階段后必然出現(xiàn)的一種產(chǎn)物，使我國制造業(yè)與國際接軌，實現(xiàn)信息化和現(xiàn)代化。最后，工業(yè)機器人在制造業(yè)中的應(yīng)用還可以減輕人們的工作負(fù)擔(dān)，使人們有更多的時間和精力從事其他領(lǐng)域的工作。

三、數(shù)據(jù)來源及處理

本文利用HimmPat檢索平臺，通過結(jié)合“工業(yè)機器人”的關(guān)鍵詞和IPC分類號，進(jìn)行專利數(shù)據(jù)檢索。經(jīng)過降噪處理，最終得到專利檢索數(shù)據(jù)242061條。這些數(shù)據(jù)被進(jìn)一步導(dǎo)入表格進(jìn)行分析，并通過圖表形式直觀展示，輔助進(jìn)行分析。

四、我國工業(yè)機器人專利申請趨勢分析

在2000年之前，我國相關(guān)專利申請量較少，這表明工業(yè)機器人技術(shù)仍處于萌芽期。然而，工業(yè)機器人專利的申請元年是1985年，這一年開始，專利申請數(shù)量逐漸增加，這也反映了在這一領(lǐng)域開始進(jìn)入實質(zhì)性研發(fā)階段。德國和日本是工業(yè)機器人專利布局較早的國家，申請量相對較多。我國法律規(guī)定，發(fā)明專利權(quán)的保護(hù)期限是二十年，實用新型專利權(quán)的保護(hù)期限是十年，外觀設(shè)計專利權(quán)的保護(hù)期限是十五年。通過分析1985～2000年我國工業(yè)機器人專利情況可知，專利主要集中于機械手和末端執(zhí)行器這兩類，且申請人占比超過一半。另外，在這一時期，也出現(xiàn)了一些國外申請人，比如日本和美國在我國工業(yè)機器人領(lǐng)域進(jìn)行專利布局。通過對這一趨勢進(jìn)行分析不難得知，專利申請趨勢和技術(shù)研發(fā)態(tài)勢受到了國外企業(yè)和機構(gòu)的密切關(guān)注，也反映出我國工業(yè)機器人技術(shù)研發(fā)的競爭激烈程度。因此，加強相關(guān)政策和措施的制定和實施，促進(jìn)工業(yè)機器人技術(shù)的創(chuàng)新和進(jìn)步，是我國未來發(fā)展的重要任務(wù)之一。

五、我國工業(yè)機器人專利申請技術(shù)構(gòu)成分析

通常情況下，對專利申請技術(shù)構(gòu)成進(jìn)行分析，使用國際專利分類IPC較多。因此，本文所使用的也是國際專利分類IPC。表1是工業(yè)機器人專利檢索結(jié)果中IPC相關(guān)技術(shù)領(lǐng)域申請量排名前10的技術(shù)分布情況。通過表1可知，在專利檢索結(jié)果中，B25J（機械手、裝有操縱裝置的容器）、B65G（運輸或貯存裝置，例如裝載或傾斜用輸送機；車間輸送機系統(tǒng)；氣動管道輸送機）、B23K（釬焊或脫焊；焊接；用釬焊或焊接方法包覆或鍍敷；局部加熱切割，如火焰切割；用激光束加工）這三者的申請量分別為71767件、27902件、18372件，申請總量達(dá)到49%。

工業(yè)機器人的主要構(gòu)成部分分別為機器人本體、控制系統(tǒng)、驅(qū)動系統(tǒng)和感知系統(tǒng)。通過對HimmPat檢索平臺使用關(guān)鍵詞檢索得到的結(jié)果進(jìn)行分析，可知工業(yè)機器人的技術(shù)構(gòu)成分布情況。通過統(tǒng)計發(fā)現(xiàn)，工業(yè)機器人本體和控制系統(tǒng)的專利申請量最多，合計約占70%，該數(shù)據(jù)表明工業(yè)機器人技術(shù)在機械手、末端執(zhí)行器和傳動部件等專利技術(shù)領(lǐng)域分布比例較大。對比之下，在驅(qū)動系統(tǒng)和感知系統(tǒng)的技術(shù)領(lǐng)域分布較為欠缺。排名前10的技術(shù)領(lǐng)域中，屬于驅(qū)動系統(tǒng)的專利申請量占比較小，而屬于感知系統(tǒng)的專利申請量占比僅為2%。這表明在驅(qū)動系統(tǒng)和感知系統(tǒng)方面還需要加強研發(fā)和技術(shù)創(chuàng)新。此外，發(fā)明專利數(shù)據(jù)中控制系統(tǒng)的發(fā)明專利占比相對較高，這說明在控制系統(tǒng)方面的專利質(zhì)量相對較高。綜合上述分析，我國在工業(yè)機器人本體和控制系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域具有較高的技術(shù)實力，但在驅(qū)動系統(tǒng)和感知系統(tǒng)方面仍有待提高。因此，應(yīng)加強在這兩個領(lǐng)域的研發(fā)和技術(shù)創(chuàng)新，以提高工業(yè)機器人的整體性能和競爭力。

六、專利申請人分析

工業(yè)機器人專利的申請人主要有企業(yè)、高等院校、個人、科研機構(gòu)等。通過對工業(yè)機器人專利申請的企業(yè)分析可知，大型企業(yè)比例較大。但是從申請質(zhì)量的角度來分析，高等院校和科研機構(gòu)的質(zhì)量普遍較高。通過表2可知，大型跨國公司較少，高等院校、國有企業(yè)、中央企業(yè)等比例更大。從專利申請數(shù)量上來看，我國專利申請數(shù)量與國外相比有較大的優(yōu)勢，但是專利的市場轉(zhuǎn)化率較低。所以，最近幾年政府大力推動產(chǎn)學(xué)研結(jié)合的政策措施。通過這些政策措施的實施，可以在一定程度上彌補專利市場轉(zhuǎn)化率較低的問題。事實上，產(chǎn)學(xué)研結(jié)合的戰(zhàn)略是非常有必要的，中國要實現(xiàn)專利強國，必須加強基礎(chǔ)研究與市場需求的結(jié)合。

七、專利地域分布及特點分析

通過對HimmPat檢索平臺使用關(guān)鍵詞檢索得到的結(jié)果分析，可得到工業(yè)機器人專利申請地市的排名。研究發(fā)現(xiàn)，技術(shù)專利主要申請人主要集中在長三角、珠三角和京津地區(qū)。其中，位于長江三角洲中部的各項指標(biāo)在全國排名靠前。通過對技術(shù)構(gòu)成排名前20的主要申請人進(jìn)行分析可知，蘇州市有8個IPC排名第一。為了布局未來，機器人這種先進(jìn)的制造技術(shù)應(yīng)優(yōu)先選擇先天條件優(yōu)越、基礎(chǔ)設(shè)施完善的制造業(yè)中心城市優(yōu)先落地，以培育出堅實的產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)。這樣的產(chǎn)業(yè)集群效應(yīng)將為機器人企業(yè)提供更多的發(fā)展機遇，進(jìn)一步推動它們發(fā)展壯大。蘇州市具有這樣的先天條件，在工業(yè)機器人領(lǐng)域展現(xiàn)了全方位的實力。另外，北京市作為首都，高校和科研機構(gòu)數(shù)量和質(zhì)量在全國靠前，在機械手和控制系統(tǒng)的技術(shù)布局方面也具有較大的優(yōu)勢。

在工業(yè)機器人技術(shù)構(gòu)成城市排名中，蘇州市排名第一、深圳市排名第二、上海市排名第三。蘇州市主要有蘇州艾利特機器人有限公司、江蘇捷帝機器人股份有限公司、江蘇匯博機器人技術(shù)股份有限公司等工業(yè)機器人企業(yè)。目前，工業(yè)機器人產(chǎn)業(yè)鏈已經(jīng)日趨成熟，產(chǎn)業(yè)集群效應(yīng)突出。深圳市主要有深圳市越疆科技有限公司、深圳市楊森工業(yè)機器人股份有限公司、深圳正華工業(yè)機器人有限公司等企業(yè)。這與深圳市實施工業(yè)機器人技術(shù)研發(fā)與產(chǎn)業(yè)化結(jié)合戰(zhàn)略有較為緊密的聯(lián)系。上海市主要包括一些985、211高校，比如上海交通大學(xué)和同濟(jì)大學(xué)等高校，高校的工業(yè)機器人主要申請人數(shù)量較多。

八、發(fā)展建議

基于上述研究，針對工業(yè)機器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展提出以下具體建議：

首先，重點開展核心零部件的技術(shù)攻關(guān)。為了更好地促進(jìn)工業(yè)機器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展，政府引導(dǎo)作用較大。技術(shù)的進(jìn)步和產(chǎn)業(yè)的提升，需要政府與關(guān)鍵零部件研發(fā)企業(yè)、科研院所、高等院校等組織進(jìn)行密切合作。對于工業(yè)機器人相關(guān)的核心技術(shù)，比如諧波減速器、RV減速器、控制器與伺服電機等，需要投入更多人力、物力、財力。事實上，工業(yè)機器人要實現(xiàn)更低成本，更加智能化和網(wǎng)絡(luò)化，加強這些技術(shù)的研發(fā)是非常有必要的。

其次，大力培養(yǎng)工業(yè)機器人領(lǐng)域?qū)I(yè)人才。對于工業(yè)機器人產(chǎn)業(yè)而言，需要建立一支工業(yè)機器人專業(yè)人才隊伍，同時還需要建立完善的人才引進(jìn)和激勵機制。對于科研院所、高校、企業(yè)而言，必須在工業(yè)機器人領(lǐng)域共同制定人才培養(yǎng)策略。唯有如此，才可以更好地滿足工業(yè)機器人技術(shù)研發(fā)及應(yīng)用的需要。

最后，積極培育本土龍頭企業(yè)，進(jìn)一步加強企業(yè)的技術(shù)創(chuàng)新引導(dǎo)。通過HimmPat檢索平臺全球工業(yè)機器人技術(shù)專利進(jìn)行分析可知，在全球領(lǐng)先的工業(yè)機器人公司中，我國在工業(yè)機器人領(lǐng)域的跨國公司數(shù)量極少。因此，必須培育一批本土龍頭企業(yè)，具體策略有重組、合資合作及跨界融合等，以更好地促進(jìn)企業(yè)對工業(yè)機器人技術(shù)的創(chuàng)新引導(dǎo)，最終實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)的技術(shù)創(chuàng)新和整體升級。

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作者簡介：張鑫鑫（1992），女，吉林省四平市人，碩士研究生，知識產(chǎn)權(quán)師、工程師，主要研究方向為知識產(chǎn)權(quán)保護(hù)、電子與通信技術(shù)。