1920年捷克作家描寫了名叫“Robot”的幫人干苦力的機器，它是最早的工業(yè)機器人設想；

 

　　隨著科學技術發(fā)展，1954年美國戴沃爾最早提出了工業(yè)機器人的概念；

 

　　1958年申請了專利，1959年在美國誕生第一臺工業(yè)機器人。

 

　　五十多年來工業(yè)機器人經(jīng)歷了可編程示教再現(xiàn)型機器人、知覺判斷機器人、智能機器人三個階段，應用領域也逐漸從工業(yè)生產(chǎn)的民用領域轉移到軍事領域。本文旨在通過研究機器人領域的全球專利布局現(xiàn)狀、在華專利申請現(xiàn)狀以及主要競爭對手現(xiàn)狀，從知識產(chǎn)權的角度揭示我國工業(yè)機器人技術發(fā)展的機遇與挑戰(zhàn)。

 

　　一、工業(yè)機器人領域全球專利申請概況

 

　　截至到2014年底，工業(yè)機器人技術領域的全球專利申請量已超過6萬件，去掉重復的同族專利[1]后為3.5萬余項。最早的專利申請出現(xiàn)在1958年，直到1985年后，專利申請數(shù)量才開始出現(xiàn)大幅度增長，主要原因是中國在1985年制定《專利法》后，工業(yè)機器人領域主要競爭對手十分注重中國市場，紛紛在中國進行專利布局。目前，工業(yè)機器人技術正處于高速發(fā)展期。

 

　　圖1工業(yè)機器人技術領域全球專利申請趨勢圖（注：藍色為全球專利申請量 綠色為在華專利申請量）

 

　　從技術發(fā)展歷程來看，工業(yè)機器人技術共經(jīng)歷三大階段：

 

　　第一階段（1958年-1969年）可編程示教再現(xiàn)型機器人：工業(yè)機器人領域的第一件專利是美國人喬治德沃爾在1958年申請，名為可編程的操作裝置。約瑟夫英格伯格對此專利很感興趣，聯(lián)合德沃爾在1959年共同制造了世界上第一臺工業(yè)機器人稱為Robot（中文譯名機器人），即人手把著機械手，把應當完成的任務做一遍，機器人再按照事先教給它們的程序進行重復工作，主要用于工業(yè)生產(chǎn)的鑄造、鍛造、沖壓、焊接等生產(chǎn)領域，特稱為工業(yè)機器人。

 

　　第二階段（1970年-1984年）知覺判斷機器人：這階段的工業(yè)機器人是具有一定的感覺功能和自適應能力的離線編程機器人，其特征是可以根據(jù)作業(yè)對象的狀況改變作業(yè)內(nèi)容，即所謂的“知覺判斷機器人”。期間工業(yè)機器人“四大家族”：庫卡、abb、安川、fanuc公司分別在1974年、1976年、1978年和1979年開始了全球專利布局。

 

　　第三階段（1985年-至今）智能機器人：此階段機器人帶有多種傳感器，能夠將多種傳感器得到的信息進行融合，能夠有效的適應變化的環(huán)境，具有很強的自適應能力、學習能力和自治功能。2000年以后，美國、日本等國開始了智能軍用機器人研究，并在2002年由美國波士頓公司和日本公司共同申請了第一件“機械狗”（BostonDynamicsBigDog）智能軍用機器人專利，2004年在美國DRAPA/SPAWAR支持下申請了智能軍用機器人專利。

 

　　1、工業(yè)機器人領域專利受理量國家/地區(qū)分布

 

　　從工業(yè)機器人相關專利受理數(shù)量排名前六位國家/地區(qū)（專利受理機構，基于同族專利國）的排名情況可以看出，相關專利受理數(shù)量最多的國家/地區(qū)依次是：中國、日本、韓國、美國、歐洲專利局、世界知識產(chǎn)權組織。這也體現(xiàn)了中、日、韓、美是工業(yè)機器人的主要市場。

 

　　圖2工業(yè)機器人領域專利受理量國家/地區(qū)分布

 

　　2、工業(yè)機器人領域技術布局概況

 

　　下圖給出了工業(yè)機器人領域的全球技術布局情況，專利大都分布在機械手的結構、控制、觸摸、安全和程序控制技術，以及工業(yè)機器人的航道控制、自動控制、傳輸、多鉸接爪臂技術。

 

　　圖3工業(yè)機器人領域技術布局

 

　　3、中國專利申請情況分析

 

　　我國工業(yè)機器人起步于1972年，其發(fā)展過程大致可分為三個階段：1972年~1985年的萌芽期；1985年~2000年的技術研發(fā)期；2000年至今的產(chǎn)業(yè)化期。

 

　　目前我國已生產(chǎn)出部分機器人關鍵元器件，開發(fā)出弧焊、點焊、碼垛、裝配、搬運、注塑、沖壓、噴漆等工業(yè)機器人。一批國產(chǎn)工業(yè)機器人已服務于國內(nèi)部分企業(yè)的生產(chǎn)線上；一批機器人技術的研究人才也涌現(xiàn)出來。部分軍工企業(yè)、科研機構和企業(yè)已掌握了工業(yè)機器人操作機的優(yōu)化設計制造技術、工業(yè)機器人控制、驅動系統(tǒng)的硬件設計技術、機器人軟件的設計和編程技術、運動學和軌跡規(guī)劃技術等技術，某些關鍵技術甚至已達到或接近世界先進水平。但是，在華專利申請數(shù)據(jù)顯示，瑞士的ABB、日本的FANUC（發(fā)那科）、日本的YASKAWA（安川電機）、德國的kuka（庫卡）已經(jīng)在我國申請了大量專利，中國申請人集中在蘇州工業(yè)園區(qū)職業(yè)技術學院、昆山市工業(yè)技術研究院、湖南大學、清華大學等高校，我國擁有技術優(yōu)勢的科研院所和企業(yè)反而不太關注工業(yè)機器人技術領域的專利布局。