常州市知識產權保護中心：2021機器人行業專利導航分析報告（343頁）.pdf

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1、機器人行業機器人行業專利專利導航導航分析報告分析報告常州市知識產權常州市知識產權保護中心保護中心2021 年年 12 月月目目 錄錄前 言.1一、機器人行業專利導航分析的重要性和必要性.31.1 機器人行業在國民經濟和社會發展中的重要地位.31.2 國外機器人產業發展狀況.71.3 國內機器人產業發展狀況.131.4 常州市機器人行業發展存在的問題.16二、機器人行業市場競爭狀況及技術現狀分析.252.1 機器人市場競爭狀況分析.252.2 機器人技術現狀分析.442.2.1 機械系統.442.2.2 驅動系統.472.2.3 控制系統.502.2.4 機器人傳感器技術.532.2.5 機器人

2、的應用.542.2.6 機器人技術的研究熱點.62三、機器人行業國內外專利技術分析.653.1 根據機器人行業科技發展的方向和重點，建立機器人產業專利數據庫 653.2 利用機器人行業專利數據庫，對專利信息進行分析加工(分為國內國外兩個部分).66四、機器人行業專利競爭情況分析.1624.1 機器人基本結構的專利競爭分析.1624.2 主要類型機器人專利分析.189五、可能發生糾紛的重要專利分析.223六、常州機器人行業優勢及防范專利風險采取的措施.2806.1 常州市機器人行業專利申請人分析.2806.2 常州市機器人行業主要機器人類型專利分析.3136.3 常州主要機器人企業應采取的措施.

3、328結 語.341前言1前言從 2001 年底我國成為世界貿易組織成員后，中國企業遭遇的專利訴訟戰可謂接二連三。從打火機、摩托車到 DVD，近年來，我國的涉外專利糾紛頻頻發生，不僅規模越來越大，涉及的領域也越來越廣，已對我國某些行業的發展形成了危害。在全球經濟一體化的背景下，建立專利導航機制十分必要。專利導航機制的主要思路是：整合各方面資源，建立一整套專利信息收集、分析、發布和反饋的機制，從而引導企業或產業技術創新和產業布局的方向，在國際競爭中充分利用專利壟斷的特性，使企業或產業始終處于有利的競爭地位。發達國家很早就注重對企業的專利信息服務，如日本特許廳每年把預算的10%左右用于專利文獻的分

4、析，并組織專家定期繪制關鍵技術領域的“專利地圖”，以指導日本企業實施專利戰略，并同時用兩種方式進行專利情報開發活動；韓國基本沿用了日本對專利情報的開發模式；英美地區對專利情報的開發利用，主要采用了商業模式，比如全球最大的專利情報服務公司 Thomson 公司，還有Wisdomain 公司、CHI 公司、P&L、Y 等。近年來我國越來越注重專利導航體系機制的建設，國家知識產權局在 2003年就提出建立專利預警機制的必要性和重要性。2013 年國家知識產權局首次正式提出專利導航概念，并將專利導航概念延伸到知識產權分析評議、區域布局等工作。2020 年由國家知識產權局組織起草的 專利導航指南（GB/

5、T39551-2020）系列推薦性國家標準于 11 月 9 日 批準發布，并于 2021 年 6 月 1 日起正式實施。專利導航是在宏觀決策、產業規劃、企業經營和創新活動中，以專利數據為核心深度融合各類數據資源，全景式分析區域發展定位、產業競爭格局、企業經營決策和技術創新方向，服務創新資源有效配置，提高決策精準度和科學性的新型專利信息應用模式。在國家的呼吁和帶動下，各地也紛紛開展專利導航分析服務。常州市知識產權保護中心通過建立專利導航分析機制，出臺行業專利導航分析報告，分析行業技術領域及相關技術領域的專利信息和國內外市場信息，讓企業了解了競爭對手的技術動向及專利糾紛引發的危害，讓企業意識到提高

6、自主創新能力、規避侵權風險的重要性。為使我市機器人行業在市場中贏得主動，以應對國內外競爭對手在專利技術領域對企業的挑戰，維護我市機器人企業的合法利益，避免專利糾紛的發生，規避專利侵權行為，保護好自主知識產權，在充分調研并與產業專家研討論證的基礎上，我中心就機器人行業國內外專利進行了分析研究，并著重分析了常州機器人產業現狀和專利情況，形成了機器人行業的專利導航分析報告，供有關部門、前言2行業組織、相關企業決策參考。第一章機器人行業專利導航分析的重要性和必要性3一、機器人行業專利一、機器人行業專利導航導航分析的重要性和必要性分析的重要性和必要性1.1 機器人行業在國民經濟和社會發展中的重要地位機器

7、人行業在國民經濟和社會發展中的重要地位機器人的發展有可能對每個行業造成前所未有的沖擊。機器人正在走向人們的日常生活，并將影響經濟的發展模式，促進產業結構變化。1.1.1引發社會變革的技術機器人技術是少有的幾個能夠產生像因特網變革那樣影響的技術之一。機器人有潛力改變國家的未來，并且有望在未來幾十年里如今天的計算機一樣無處不在。機器人會成為我們的同事，根據擁有的技能應聘工作，改變社會只由人類構成的現狀。機器人現已成為一些公司開展工作的一項關鍵技術，如蘋果、聯想、特斯拉、富士康等等。目前，不得不依賴家人或護士來完成如剃須、做飯、個人衛生等基本日常行為的人，未來都可以用機器人來完成這些工作。1.1.2

8、極大提高生產率，有利于應對老年化危機我國正在逐步進入老齡化社會，勞動力總數開始減少。機器人的出現正是解決這一問題的最佳方案。不但可以解決勞動力短缺問題，還可以提高勞動生產率。目前珠江三角洲地區出現的“機器換人”體現了這一趨勢。未來，隨著機器人技術的成熟，越來越多的工作均可以由機器代替人，這一清單會越來越長。由于機器人在許多具體的工作中，效率比人類要高，機器人替代人工的過程必然提高了勞動生產率?；蛘哒f，人類在機器人的輔助下，人均產能更高，創造的價值更大。特別是服務型機器人的出現將使服務業實現質的飛躍，改變服務業生產率低的現狀，促進社會生產率的提高。人類也將有更多的時間用于學習和享受生活。1.1.

9、3改變制造業競爭力的技術在生產制造領域采用機器人可能形成比外包給低工資國家更具經濟競爭力的生產系統。例如，中國的制造業一直以來靠低廉的人力成本占據世界市場。而美國正雄心勃勃的想通過把機器人應用到制造業，提高生產效率，抵消美國高昂的人工成本，讓制造業回流。2012 年 8 月，瑞森可機器人公司（Rethink）宣布他們生產的“巴克斯特”號（Baxter）機器人能夠在幾乎沒有經過訓練的情況下直接進行編程。2018 年 1 月，深圳鈺湖電力有限公司的張燕東等研制的智能巡檢機器人，通過開發整合智能檢測技術，使其具有溫度檢測、振動監測、聲音及圖像的識別和提取功能，從而進行設備 監測數據的采集、統計以及分

10、析，并且第一章機器人行業專利導航分析的重要性和必要性4可以通過手機，實現在線監控等功能，很好的滿足了發電站日常巡檢的功能需求，并且在深圳鈺湖電力有限公司進行了示范應用，各項功能都達到了預期目標。2020 年 7 月，華能集團楊曉峰等人發明的一種風電機組控制柜風扇智能巡檢系統。該系統通過在柜內風扇和柜門風扇的下口串接欠電流繼電器，同時將欠電流繼電器執行回路串聯形成反饋電路，檢測模塊根據反饋電路的反饋信號，判斷風電機組控制柜風扇的狀態。該系統設計合理，能夠使運行管理人員遠程巡檢控制柜風扇的運轉情況，發現速度快，可第一時間進行處理，改善電控柜的所有電器元件運行工況，提高了設備的穩定性和可靠性，降低故

11、障率，改善風電機組的健康水平，提高發電效益，增加利潤。機器人技術讓現代制造業管理更加柔性化，更加精益制造，更能滿足市場需求。中國在未來如何確保自己的世界工廠地位，值得深思。1.1.4機器人使在家醫療、居家養老成為可能機器人技術已經開始對醫療保健產生積極影響。醫療機器人的使用能夠拓寬獲取醫療保健的渠道和優化疾病預防和患者恢復成果，甚至改變傳統的到醫院看病的方式。病人在家接受遠程醫療將會在未來成為現實。目前，機器人作為電腦一體機的應用使精確的、有針對性的醫療干預已經成為現實。有一種假設，手術和介入性放射學將會在計算機與機器人整合的過程中轉型，一如幾十年前自動化技術在制造業中的革命性改革?？祻蜋C器人

12、使更大強度的治療成為可能，從而不斷適應患者需要，比傳統方法更加有效。隨著人口老齡化趨勢愈發明顯，機器人技術正向促進居家養老，推遲老年癡呆癥的發生，給老年人提供陪伴，緩解老年人孤獨感的方向發展。此外，機器人傳感和活動建模方法可能在改善早期篩查、持續評估和個性化、有效的、經濟干預和治療中扮演著關鍵角色。醫療機器人能夠減輕創傷、減少副作用，從而節約康復時間，提高勞動生產率。微尺度干預和智能假肢，可以降低對家庭、護理人員和雇主的影響，降低社會成本。1.1.5造成技術壟斷，使強者更強2010 年，一個新的范例出現了，“云機器人”將數據處理和管理轉變到云端。2018年9月，日本軟銀機器人舉辦Hackath

13、on大賽，用軟銀人形機器人Pepper和微軟 Azure 人工智能服務，探索著未來機器人應用的各種可能。2020 年 9 月，阿里巴巴在云棲大會上發布第一款機器人“小蠻驢”，同時發布機器人平臺，正式進軍機器人賽道。這個平臺集成了底盤、傳感器、嵌入式計第一章機器人行業專利導航分析的重要性和必要性5算單元等組件，能夠實現多元場景的機器人開發，阿里在這個平臺上還能實現安全巡邏、防疫消殺、景區導覽等工作，在這些應用場景中，“小蠻驢”都會有非常好的表現。機器人技術是信息時代的產物，未來發展也離不開信息技術的支持。與大數據、人工智能、移動互聯、云計算、物聯網等前沿技術密不可分、相互影響。今后，“大智移云物

14、”將會進一步融合，為機器人技術創新發展創造良好的外部環境。如機器人技術的發展將會更加依賴于深度學習，而深度學習則需要提供海量數據作為學習樣板，這種情況下就必須借助互聯網渠道，利用大數據技術為機器人技術提供多元化、海量化的樣本資源庫，以滿足其深度學習的需要，支持機器人技術實現創新發展。機器人技術的發展要應用并服務于各個行業，這一過程需要使用移動互聯網、物聯網，在今后的一段時間，基于機器人技術的各項應用和服務將會實現從虛擬向現實的過渡。機器人技術在應用過程中會產生大量的信息數據，海量數據的存儲會使用到云存儲技術。因此，應繼續探索機器人技術與云存儲、云計算、大數據、移動物聯網等技術的深層次整合，為其

15、發展提供契機。機器人需要基于大數據、云計算才能發揮其最大功能。而云計算遵循網絡效應，網絡價值增加的速度遠超過規模擴大的速度。越多人使用人工智能，它就會變得越聰明；就會有更多人使用它。一家公司進入這個良性循環后，規模會變得極大，發展速度極快，以至于對其他新興競爭對手形成壓倒性優勢。結果就是，未來的人工智能將由兩到三家寡頭公司主導，并以基于云端的多用途商業產品為主。谷歌將在已經領先的高度加速發展，擴大與追趕者之間的優勢。因此，我國企業必須加快發展步伐，要么成為強者，要么被淘汰。1.1.6迫使傳統行業、人才結構發生改變隨著機器人技術的成熟，傳統行業將進一步遭到擠壓。如同電子郵件取代郵寄信件一樣，傳統

16、行業要么進行智能化改造，要么走向消亡。機器人在各個領域的應用，將促進產業的全面轉型升級，并將帶動新一輪創新驅動型產業布局和投資。機器人技術的發展改變了人與機器之間的分工。隨著服務型機器人的出現，由人完成的工作領域將更少。更多的人將轉向設計領域和管理領域。這將促進人才結構的改變，促進設計開發行業的發展，更多的高科技人才有了用武之地，但是重復性勞動和簡單的腦力勞動需求減少。1.1.7激發新產業的形成第一章機器人行業專利導航分析的重要性和必要性6機器人產業的發展將對原材料、大數據、集成電路、高端計算、高端機械制造、通信等形成新的需求，有利于培育新的高技術產業。未來，機器人的核心技術不斷突破，以前不敢

17、奢望的眾多用戶需求將因為得到技術支撐而得以實現。如同手機、計算機成為人們的日常消費品一樣，隨著無人機、服務型機器人、醫療機器人、智能駕駛汽車、可穿戴設備等產品的產業化，一大批與機器人相關的新消費需求也將被有效激發，有數據顯示，這將是一個以萬億元計的龐大市場。機器人技術涉及眾多領域，具有多學科交叉和融合等特點。機器人正在逐步發展成為具有感知、認知和自主行動能力的智能化裝備，是數學、力學、機構學、材料科學、自動控制、計算機、人工智能、光電、通訊、傳感、仿生學等多學科和技術綜合的成果，其發展水平體現了國家高技術領域的綜合實力。我國現階段機器人的發展需要智能和自主作業能力的提升、人機交互能力的改善、安

18、全性能的提高，解決制約“人機交互”、“人機合作”、“人機融合”的瓶頸，突破三維環境感知、規劃和導航、類人的靈巧操作、直觀的人機交互、行為安全等關鍵技術。機器人是新型技術的融合，為了使之能夠適應功能的需求及保持其智能化的穩定性，要求機器人具備許多前沿科技。通?？磥?，RT 技術主要由傳感器、智能控制、驅動部分三大部分組成，涵蓋計算機軟件、半導體、大數據、電子技術、通信技術、人工智能、物聯網、自動測量、自動定位、語音識別、圖像處理、環境識別、驅動技術、蓄電池等多項跨領域、跨學科的前沿技術。第一章機器人行業專利導航分析的重要性和必要性7人類一直在追求更快、更高、更強。機器人幫我們實現了夢想。但是，如果

19、將來的奧運會允許機器人參加，還會有人類勝出嗎？既然機器人可以成為優秀的國際象棋選手，那么合理地推測，它也可以成為優秀的飛行員、駕駛員、醫生、會計、法官、教師。機器人技術正在加速，終有一天，人類能做的，機器人都能做。機器人在幫助人類提高生產率，改善生活的同時，也給人類本身的存在帶來諸多挑戰。1.2 國外機器人產業發展狀況國外機器人產業發展狀況自 1954 年世界上第一臺機器人誕生以來，世界工業發達國家已經建立起完善的工業機器人產業體系，核心技術與產品應用領先，并形成了少數幾個占據全球主導地位的機器人龍頭企業。特別是國際金融危機后，這些國家紛紛將機器人的發展上升為國家戰略，力求繼續保持領先優勢。與

20、此同時，服務機器人發展迅速，應用范圍日趨廣泛，以手術機器人為代表的醫療康復機器人形成了較大產業規模，空間機器人、仿生機器人和反恐防暴機器人等特種作業機器人實現了應用。作為“制造業皇冠上的明珠”，工業機器人已成為世界各國推動新一輪工業革命的主力軍。日本、德國等發達國家憑借雄厚的制造業基礎、政策的扶持等，占據了全球機器人產業霸主地位。與此同時，他們居安思危，圍繞下一代機器人、市場新應用等連續提出新計劃、新戰略，提前研判、率先布局。日本、德國發展工業機器人產業的經驗和戰略對我國極具借鑒意義。日、德的工業機器人制造及應用水平均全球領先從工業機器人的核心技術來看，目前高端的工業機器人被德國、日本包攬。關

21、鍵零部件的研發技術，包括減速機、伺服電機方面，日本處于領先地位，而在原材料、本體零部件和操作系統，德國更有優勢。與德國、日本相比，國產機器人的技術水平還有很大差距。例如，機器人的發展歷史從技術的角度可以分為三個階段：第一代叫做示教再現機器人；第二代是結合了感知技術的機器人；第三代是認知機器人。目前國產機器人只能達到第二代，而日本、德國的機器人已經能夠做到第三代，能深度學習，并不斷調整自己的行為。從工業機器人制造企業來看，日本的發那科（FANUC）、安川電機（YASKAWA）、德國的庫卡（KUKA）和瑞士的 ABB 是全球主要的工業機器人供應商，被稱為“四大家族”，占據全球約 50%的市場份額，

22、更是占據了我國第一章機器人行業專利導航分析的重要性和必要性870%左右的市場份額，幾乎壟斷了機器人高階領域?！八拇蠹易濉痹诟鱾€技術領域內各有所長，安川電機的核心領域是伺服系統和運動控制器，發那科的核心是數控系統，庫卡的核心是控制系統和機械本體，ABB 的核心領域是控制系統。從工業機器人的市場應用來看，工業機器人密度（每萬名工人使用工業機器人數量）是衡量一個國家制造業自動化發展程度的標準之一，國際機器人聯合會（IFR）發布的最新報告顯示，截至 2019 年，世界上自動化程度最高的 10 個國家和地區分別是：新加坡(1)、韓國(2)、日本(3)、德國(4)、瑞典(5)、丹麥(6)、香港(7)、臺灣

23、(8)、美國(9)和比利時/盧森堡(10)。以上是根據國際機器人聯合會（IFR）發表的最新世界機器人統計資料得出的結果。1967 年日本川崎重工業公司首先從美國引進了機器人及技術，并于 1968 年試制出第一臺日本產 Unimate 機器人。上世紀 60 年代末日本處于高速經濟發展時期，勞動力嚴重不足，工業機器人在日本被國內企業視作救世主。隨著以機械、電子、汽車為代表的制造業崛起，工業機器人在這些優勢產業中得以大規模推廣。1980 年是日本的“機器人普及元年”，工業機器人逐步從上述產業推廣到其他制造業領域。憑借良好的軍工基礎，經過模仿、消化、吸收和創新，加上具有國際競爭力的汽車、機械、電子產業

24、等的企業使用者嚴苛的要求磨練，以及銷售實績與專門技能的累積，日本機器人快速崛起，成為全球領導者。日本機器人產業的快速發展，與政府扶持亦密不可分。第一章機器人行業專利導航分析的重要性和必要性9早在 20 世紀 70 年代初，日本政府就出臺了一系列針對工業機器人的扶持政策，政策可以分為兩類：一類是促進應用普及的政策，重點集中在產業應用環節中的制度構建及規范，例如 1971 年出臺了 機電法，1978 年出臺了 機情法，進行了機器人產業相關的行業應用標準制定，20 世紀 80 年代，伴隨“財政投融資租賃制度”出臺，由日本財政省、日本開發銀行牽頭的 24 家工業機器人制造商及多家保險公司共同出資，成立

25、了“日本機器人租賃公司”，日本地方政府則出資成立合作基金，開始面向各類中小企業提供機器人設備的租賃及貸款，極大地推動了工業機器人的應用普及；另一類則是針對企業研發，利用稅收補助、項目設立等形式進行政策支持。例如 1985 年出臺的高技術稅制規定，扣除企業研究開發所得稅 7%的稅額，用于補貼高性能工業機器人領域的技術研究。進入 21 世紀以來，日本政府更加重視工業機器人產業的發展。2002 年，日本經產省開始實施21 世紀機器人挑戰計劃，將機器人產業作為高端產業加以扶持。2004 年，日本經產省推出面向新的產業結構報告，將機器人列為重點產業，2005 年，新興產業促進戰略再次將機器人列為七大新興

26、產業之一。2006-2010 年間，日本政府每年投入 1000 萬美元用于攻克服務機器人的關鍵技術。2016 年，日本教育、文化、體育、科學和技術?。∕EXT）在其第五份科學和技術基礎規劃（即日本的五年科學技術戰略）中首次提出了了社會愿景 5.0 的概念。這一社會經濟愿景旨在利用新興技術，尤其是人工智能，創建一個“以人為中心的社會，通過高度整合網絡空間和物理空間的系統，在經濟發展與社會問題的解決之間取得平衡。2017 年 6 月，日本未來投資委員會，宣布了新的發展戰略，明確地把社會愿景目標 5.0 和選定的醫療保健、流動、分布、智能城市和金融技術列為優先考慮的領域。作為實現社會愿景 5.0 的

27、一部分，日本內閣成立了人工智能技術戰略委員會，專門負責人工智能的研發和實施。在這個過程中，戰略委員會成為教育文化體育科學和技術部（MEXT）、內政部和交通部（MIC）以及日本經濟產業?。∕ETI）這三個與人工智能相關的主要部委的“控制塔”。戰略委員會于2017 年制定了人工智能技術戰略，概述了日本的人工智能研發和工業化路線圖，目標是到 2030 年開發人工智能產業生態系統。第一章機器人行業專利導航分析的重要性和必要性102019 年 6 月，日本政府出臺人工智能戰略 2019，旨在建成人工智能強國，并引領人工智能技術研發和產業發展。日本發展人工智能的戰略目標是：建成世界上最能培養和吸引人工智能

28、人才的國家，并從全球范圍內吸引人才；引領全球人工智能技術研發，構建可持續發展社會；強化本國人工智能競爭力，引領全球人工智能產業。此后，日本政府借助各類產業政策扶持人工智能產業發展成為常態。雖然德國稍晚于日本引進工業機器人，但與日本類似，二戰后勞動力短缺，加上本國制造業基礎良好、國民技術水平高，極大地促進了工業機器人的發展。德國工業機器人的普及也離不開政府積極與強勢的行政手段。例如，德國政府在20 世紀 70 年代中后期便開始推行一項名為“改善勞動條件計劃”的政策，強制規定部分有毒、有害、有危險的工作崗位必須以機器人來代替人工，以行政手段將機器人的應用真正推向市場。1985 年德國政府提出了要向

29、高級的、有感知的智能機器人領域進軍的計劃。此后，機器人開始進入德國的各個產業。除了應用于汽車、電子等技術密集型產業外，工業機器人還廣泛滲透到了塑料、橡膠、冶金、食品、包裝等傳統產業。在德國傳統產業轉型升級的過程中，機器人有效地降低了生產成本，提高了產品質量。德國工業 4.0 計劃 VS 日本新機器人戰略：劍指下一代工業機器人 德國率先在 2011 年提出了以“智慧工廠”為主題之一的“工業 4.0 計劃”?！肮I 4.0”是一個非常綜合的概念，不僅是工業機器人，還包括了物聯網、大數據、云計算、人工智能等?！爸腔酃S”并非無人工廠，而是需要人和機器更密切地協作。傳統工業機器人和工人的工作空間通常是

30、隔離的，新一代工業機器人則具備柔性、安全、高速、精確、易操作等特點。此外，“工業 4.0”時代的機器人不再是獨立的單元，需要具備與其他智能設備高度互聯、借助物聯網技術與其他設備實時交流、把復雜的信息綜合起來快速作出決策等諸多能力?；谠朴嬎愫痛髷祿闹R建模、物理仿真、多傳感感知預測等技術，成為下一代工業機器人的關鍵技術。伴隨德國工業 4.0 時代的到來，日本也按捺不住，于 2015 年 1 月發布了 新機器人戰略，提出了日本機器人新的發展方向，包括強化易用性、柔性、簡性、自主化、信息化和網絡化。另外日本還提出機器人概念將發生變化，以往機器人要具備傳感器、智能控制系統、驅動系統等三個要素，未來

31、機器人可能僅需要基第一章機器人行業專利導航分析的重要性和必要性11于人工智能技術的智能控制系統。為了發展下一代機器人，日本提出了包括官產學合作共同營造創新環境、運用職業培訓和職業資格制度等加強應用型人才隊伍的建設，以及事先爭取國際標準并以此為依據來推進技術和產品國際化等一系列重要舉措。2018 年 11 月，德國聯邦政府發布了聯邦政府人工智能戰略，提出了德國發展人工智能技術的三大核心目標、12 個行動領域及相關促進措施。但近兩年來，德國人工智能的發展環境發生了重大變化，特別是 2020 年新冠疫情對人工智能技術發展提出了新需求。為繼續增強德國人工智能技術的國際競爭力，并結合當前的最新發展趨勢，

32、德國聯邦政府對 人工智能戰略 進行了更新，從專業人才、研究、技術轉移和應用、監管框架和社會認同等五大重點領域確定了未來的新舉措。至 2025 年，德國聯邦政府對人工智能領域的投入將由 30 億歐元增至 50 億歐元。從德國工業 4.0 計劃和日本新機器人戰略，我們都能看出下一代機器人最顯著的特征可以概括為三大核心關鍵詞“自主化”、“數據終端化”、“網絡化”。在下一代機器人研發當中，人工智能擔任著越來越重要的角色，其與物聯網、大數據、云計算等相互賦能，對機器人的迭代和更新產生更大的推力。為此，我國工業機器人的發展也應當及時瞄準下一代技術和標準來展開。美國在系統集成、醫療機器人和國防軍工機器人等方

33、面具有優勢。美國政府于 2011 年正式啟動“先進制造業伙伴計劃 1.0”，計劃投入 7000 萬美元支持新一代機器人研發，重點發展工業、醫療、宇航機器人等。2014 年又啟動“先進制造業伙伴計劃 2.0”，瞄準 1.0 計劃制定的目標，提出了加快創新、確保人才輸送管道和改善商業環境三大戰略措施。2012 年制定了“美國先進制造業國家戰略計劃”，提出要發展包括機器人在內的先進智能制造技術，力圖搶占全球先進制造業制高點。2013 年，美國發布了機器人技術路線圖：從互聯網到機器人，該路線圖強調了機器人技術在美國制造業和衛生保健領域的重要作用，同時也描繪了機器人技術在創造新市場、新就業崗位和改善人們

34、生活方面的潛力。2016年10月，美國發布了 國家人工智能研究和發展戰略計劃（The NationalArtificial Intelligence Research and Development Strategic Plan）以及為人工智能的未來做準備（Preparing for the Future of Artificial Intelligence），2016 年12 月發布了 人工智能、自動化和經濟報告（Artificial Intelligence，Automation，and the Economy）等政策和報告，并于 2018 年組織召開了白宮人工智能峰會，第一章機器人行業專

35、利導航分析的重要性和必要性12亞馬遜、Facebook、谷歌、英特爾等 30 多家美國知名科技公司參加，全方位推進人工智能產業發展。2019 年 6 月，美國白宮科技政策辦公室發布了最新的國家人工智能研究和發展戰略計劃，此次更新的戰略計劃重新評估了聯邦政府人工智能研發投資的優先次序，指出擴大公私合作伙伴關系對美國人工智能研發至關重要，美國將持續對基礎 AI 研究進行長期投資，并將解決人工智能發展過程中面臨的倫理、道德、法律問題，創建健康且值得信賴的 AI 系統。歐盟在工業機器人和醫療機器人領域處于領先地位。2013 年，歐委會和以殼牌公司為首的 10 家企業聯合啟動了石油化工檢測機器人研發項目

36、（PETROBOT），旨在研發能夠替代人類的機器人，檢測用于石油、天然氣、化工行業的壓力容器和存儲罐。2014 年歐委會和歐洲機器人協會下屬的 180 個公司及研發機構共同啟動全球最大的民用機器人研發計劃“SPARC”。計劃到2020年，歐委會投資 7 億歐元，協會投資 21 億歐元，共同推動機器人研發。英國 2016年發布機器人戰略 RAS2020，目的是通過發展使其機器人產業能夠和全球領先的國家競爭，到 2025 年，市場份額達到全球產值 1200 億美元的 10%。2016 年，英國 UK-RAS 網絡中心在工業、航空航天和醫療 3 個具體領域制定了機器人技術和自主系統發展戰略計劃白皮書

37、，也是該網絡中心的核心發展方向，其目的是探討 RAS 未來技術發展路線，吸引更廣泛的社會團體和利益相關者投資，制定具體發展領域和未來發展趨勢。2017 年，英國政府出臺“人工智能行業計劃”，將人工智能作為其產業戰略未來競爭力建設的重點，對發展人工智能做出長期規劃，從政策、資金、行業指引、智庫高校合作、企業合作、人才培養等方面對人工智能產業進行全面扶持，力求在人工智能領域領導全球發展。2020 年，英國各大高校每年增加招錄 200 名人工智能專業博士生，并在未來 10 年內逐步增加培養博士生的數量。韓國機器人產業雖起步較晚，但依托汽車、電子等行業，產業競爭力快速提升。韓國機器人產業起步較晚，已躋

38、身機器人強國行列。2008 年將服務機器人列為未來戰略性產業，并制定了智能機器人促進法，在人才培育、質量品牌和平臺搭建等方面進行了頂層設計。2009 年發布了第一個智能機器人開發五年計劃，重點培育產品開發和推廣產業架構。2010 年發布了服務型機器人產業第一章機器人行業專利導航分析的重要性和必要性13發展戰略，提出積極培育服務型機器人產業，計劃至 2018 年將韓國機器人的全球市場份額提升至 20%。2012 年發布了機器人未來戰略展望 2022，重點支持韓國企業進軍國際市場，搶占智能機器人產業化的先機，計劃到 2022 年實現 25 萬億韓元的產業規模。2014 年發布了第二個智能機器人開發

39、五年計劃，側重于通過技術與其他產業如制造業和服務業的融合實現擴張，首要發展服務機器人。2017 年，韓國科學、信息通信技術和未來計劃部（現為科學和信息通信技術部）啟動了智能信息社會：應對第四次工業革命的中長期總體規劃。該文件提供了一個為期 30 年的技術、工業和公民社會之間的協作框架，該計劃反映了韓國政府對人工智能的基本路徑。2019 年 12 月，韓國政府公布“人工智能(AI)國家戰略”，以推動人工智能產業發展。該戰略旨在推動韓國從“IT 強國”發展為“AI 強國”，計劃在 2030年將韓國在人工智能領域的競爭力提升至世界前列。根據預算，相關措施若得以實施，到 2030 年，韓國將在人工智能

40、領域創造 455 萬億韓元(約合 2.7 萬億元人民幣)的經濟效益。在智能制造熱潮席卷全球的背景下，各國都在不斷推進本國工業機器人產業的發展。目前，全球范圍內的競爭與合作越來越深入，全球工業機器人市場已出現合縱連橫、群雄逐鹿的局面。在如此復雜多變的全球化市場環境中，各國工業機器人發展戰略實施的途徑差異巨大。1.3 國內機器人產業發展狀況國內機器人產業發展狀況1.3.1 工業機器人優勢明顯改革開放以來，我國依托豐富的勞動力資源參與國際分工，在對外貿易和經濟發展方面取得了舉世矚目的成績。然而，隨著經濟的持續發展和人口紅利的逐漸消失，外貿出口尤其是制造業出口面臨嚴峻挑戰，制造業急需找到新的途徑以替代

41、日益稀缺的勞動力資源。受益于新一代信息技術的發展，工業機器人的技術和工藝日臻成熟，生產成本和使用成本快速下降，在重復性、精細化、智能化和信息化方面較人工有著顯著的優勢。第一章機器人行業專利導航分析的重要性和必要性14這種優勢未來還將進一步擴展，機器換人將成為主流趨勢。工業機器人產品按 10 年使用壽命折舊（含維護費用）每年成本約 5 萬元，可承擔 35 個工人的工作量，而一個熟練技術工人的年均工資約 5 萬7 萬元，同樣的工作量則需要付出每年 20 萬元/年左右的人工成本，遠遠超過工業機器人的使用成本。大力發展工業機器人產業，替代日益稀缺的勞動力資源，已經成為各級政府和企業界的共識。無論是美國

42、的制造業復興計劃，還是德國的工業 4.0 戰略以及中國制造2025，工業機器人都是重要的內容。工業機器人作為先進制造業的支撐技術和信息化社會的新興產業，將對未來生產和社會發展起著越來越重要的作用。廣泛采用工業機器人，不僅可提高產品的質量與產量，而且對保障人身安全、改善勞動環境、減輕勞動強度、提高勞動生產率、節約原材料消耗以及降低生產成本，有著十分重要的意義。1.3.2 我國工業機器人發展現狀（1）工業機器人行業的發展不斷升溫，產量迅速增加在市場需求上升、資本市場熱捧和政府扶持政策的推動下，近年來，我國機器人行業不斷升溫。2013 年之前，滬深兩市和機器人業務沾邊的上市公司僅為35 家左右，20

43、17 年有多家上市公司通過資本運作進入機器人行業。統計顯示，目前兩市機器人概念股多達 68 只，幾近翻了一番。此外，還有未上市的相關機器人公司，如南京埃斯頓、廣州數控等。根據國家統計局數據，20152019 年，工業機器人產量持續增加。2019 年工業機器人產量為 18.7 萬臺（套），比 2018年同期增長 27%，增速比 2016 年和 2017 年有所放緩。近年來，隨著劉易斯拐點的到來和人工成本的上升，越來越多的企業開始用機器人代替勞工，特別是在廣東東莞和浙江溫州等制造業集中的地區，以緩解用工荒和降低用工成本。國際機器人聯合會（IFR）數據顯示，2013 年，我國工業機器人銷量 3656

44、0 臺，全球占比 20.52%，首次超越日本成為全球第一大工業機器人銷售國；2014 年2015 年我國工業機器人銷量分別為 57096 臺、6600 臺，全球占比提升至 24.9%、26.66%，連續 3 年穩居全球銷售國第一；IFR 預測，2017年，我國工業機器人銷量達 10 萬臺，對應 2015 年2017 年的年均增長率為23%，我國工業機器人市場在問鼎全球第一后仍將保持較好的發展勢頭。根據中國機器人產業聯盟（CRIA）數據顯示，2013 年2015 年我國自主品牌工業機器第一章機器人行業專利導航分析的重要性和必要性15人銷量分別為 9600 臺、17000 臺和 22000 臺，全

45、國總銷量占比分別為 26%、30%和 33%。也就是說，我國工業機器人市場雖然增長很快，但大部分市場都被國外品牌占有。2017 年我國工業機器人市場共銷售工業機器人 15.9 萬臺，2018 年約銷售 15.6 萬臺，同比下降 1.89%。2019 年中國工業機器人市場累計銷售工業機器人 14.4 萬臺，同比下降 8.6%，降幅較 2018 年加深 7.7 個百分點。工業機器人銷量下滑的首要原因是中國汽車和 3C 電子行業的增速放緩，大約六成的工業機器人是銷往這兩個行業。據CRIA與IFR統計，2019年中國工業機器人市場累計銷售工業機器人14 4萬臺，同比下降 8.6，降幅較 2018 年加

46、深 7.7 個百分點。其中，外資品牌機器人銷售約 9.9 萬臺，同比下降 12.2，占總銷量的 68.75；自主品牌工業機器人銷售近 4.5 萬臺，同比微增 0.8，占總銷量的 31.25。與 2018 年相比，自主品牌工業機器人銷售增速雖有放緩，但依然保持增長；外資品牌工業機器人銷量持續下降且降幅加深。（2）我國機器人產業與世界標準的差距雖然我國已成為工業機器人年均銷量最大的國家，但由于發展工業機器人的歷史較短、積累不足，在保有量上距世界發達國家仍有一定差距，在產業的生產規模與產品性能方面均與國外機器人大國存在較大差距。產品多集中在性能技術要求不高的諸如搬運機器人等工控領域底層機器人，技術相

47、對復雜的焊接、裝配等領域的機器人，國產化低，進口仍為國內市場主渠道。我國機器人研發起步較晚，但發展速度較快，特別是在應用領域發展迅猛。我國制造型企業眾多，但自動化占比較低，企業生產力的提高，離不開機械自動化的革新。同時，雖然在機器人研發資金上投入極大，但想實現關鍵技術突破，短期較難。這是因為工業機器人的核心零部件控制器、減速器等的研發都需要時間。拿減速器來說，它涉及材料和機械加工等基礎產業，如果這些問題得不到解決，和國外產品比，我們在性能和價格上就難以具有優勢，想很快趕超擁有五六十年發展史的國外機器人產業是不現實的。（3）我國工業機器人技術攻關方向工業機器人領域按產業鏈劃分，可分為上游、中游與

48、下游 3 個層次，代表著不同的技術要求。上游生產核心零部件：減速器、伺服系統、控制器等；中游是第一章機器人行業專利導航分析的重要性和必要性16本體生產商，包括工業機器人本體；下游是系統集成商，包括單項系統集成商、綜合系統集成商。產業鏈分類如圖 1 所示。隨著智能化概念的不斷完善，智能感知、多模態人機交互、云計算等技術日益完備，智能機器人已經由概念進入實質發展階段。我國在圖像、語音、語義識別等多模態人機交互領域發展迅速，已達到世界先進水平，在人工智能部分技術上已與世界機器人大國處于同一水平線。未來，在“中國創造”的時代大背景下，著力在核心技術自主研發上尋求突破，攻堅克難，拿下核心零部件智造等上游

49、關鍵技術。以工業生產市場需求為導向，跟蹤、整合新技術，提高機器人控制系統穩定性，加速核心零部件的國產化，重點建設創新平臺，切實做到產學研用協同創新的技術載體，拓展高端產品市場，并穩定質量可靠性，不斷發展自主品牌行業競爭力。同時，注重世界先進技術變革，實時了解機器人未來前景觸角，盡早布局智能材料、多機聯動協作、仿生技術等前沿領航技術研發。多年來，我國人力資源豐富，勞動力成本較低，市場對工業機器人的需求量一直不溫不火。近年來，隨著用工成本的上升，國內廠商才開始用機器人代替人工以緩解用工荒和用工成本上升，市場需求量不斷上升帶動了工業機器人投資的增加。顯然，目前我國工業機器人生產還停留在“重量不重質”

50、的粗放型增長階段，技術內涵有待進一步提升。1.4 常州市機器人行業發展存在的問題常州市機器人行業發展存在的問題第一章機器人行業專利導航分析的重要性和必要性17智能制造是“中國制造 2025”的主戰場，而落地后的中國制造 2025規劃，明確將工業機器人列入大力推動突破發展的十大重點領域之一。工信部關于推進工業機器人產業發展的指導意見 提出，要建立完善的智能制造裝備產業體系，實現裝備的智能化及制造過程的自動化。下圖選取了 2021 年，我國工業機器人行業產業鏈中游環節的注冊資本在1000 萬元以上的企業，從分布情況可以看出我國工業機器人行業發展與地方工業經濟發展高度相關。從區域分布上看，在區域經濟

51、發達、工業發展成熟、自動化技術需求較大的華東沿海地區以及華南沿海地區，工業機器人制造企業更為集中，資源更為豐富。從代表企業分布情況來看，我國工業機器人行業產業鏈相關企業在廣東、江蘇、浙江等經濟發達地區發展迅速，以江蘇為例，減速器制造企業：蘇州綠的諧波傳動科技股份有限公司、南通振康機械有限公司；伺服系統制造企業：江蘇雷利電機股份有限公司；工業機器人系統集成企業：蘇州賽騰精密電子股份有限公司；工業機器人本體制造企業：江蘇亞威機床股份有限公司；工業機器人綜合制造企業：南京埃斯頓自動化股份有限公司均位于江蘇。區域區域產業聚集產業聚集代表企業代表企業研究機構研究機構特點特點中西部中西部重慶兩江機器人產業

52、園、蕪湖機器人產業園安徽埃夫特智能裝備有限公司、北京華?。ㄖ貞c）分重慶中科院研發資源充足第一章機器人行業專利導航分析的重要性和必要性18公司、長沙長泰機器人有限公司等珠三角珠三角廣州機器人產業園固高科技（深圳）、深圳新松、廣州數控、廣州萬世德、東莞易步等中科院深圳先進技術研究院、廣州機械科學研究院、廣東省智能機器人研究院市場應用空間大，控制系統占優勢環渤海環渤海哈爾濱經開區機器人產業園、沈陽新城機器人產業基地、青島國際機器人產業園等沈陽新松、哈工大集團、北京華巍中興、唐山開元、大連賢科等中科院沈陽自動化研究所、機械科學研究總院、國家機械局北京自動化所科研實力強，產品以 AGV、焊接機器人等為主

53、長三角長三角上海機器人產業園、昆山機器人產業基地、常州武進高新區機器人及智能裝備產業園上海沃迪、昆山華恒焊接、南京埃斯頓、浙江萬豐科技、上海機電一體工程有限公司等上海交大、上海大學、上海電氣中央研究院外資、合資企業多，系統集成商發達，市場優勢明顯如今，恰逢全球制造業陸續轉型升級的關鍵時期，智能數控和工業機器人的發展程度無疑是工業自動化水平的最高體現。1996 年成立的常州市武進國家高新區是國家級高新技術開發區，綜合實力在全省 129 家省級以上開發區中排名第10 位。其中，最具有代表性的高新技術開發區當屬武進國家高新區的機器人及智能裝備產業園（以下簡稱“產業園”）。該產業園是由科研成果轉化基地

54、和智能裝備產業生產基地兩個部分組成。這些產業的快速發展體現了常州市工業機器人的發展的最高水平。至 2011 年底，產業園即完成了機器人及智能裝備產業的戰略規劃，明確了智能制造和工業機器人產業未來的發展方向。到 2013 年底，產業園已經匯聚了國內外知名企業 99 家。其中，機器人企業 51 家。同年，產業園實現銷售總收入 270 億元，同比增長 16.2%。截至 2015 年底，常州市的智能數控和機器人產業鏈中的規模以上企業 58 家，擁有高新技術企業 39 家，“兩站三中心”50 個，全年實現產值 227 億元。2016 年，計劃建設 11 個總投資 57 億元的智能數控和機器人產業重點項目

55、。2020 年底，常州市武進區政府草擬了武進區機器人產業鏈卓越發展實施方案，以推動機器人產業鏈卓越發展為主題，打好機器人設計、研發、制造、集成、應用組合拳，打造“雨林式”機器人產業生態圈。機器人產業鏈規模持續擴大、價值鏈地位顯著提升、品牌影響力明顯增強，成為武進打造現代智造城的標桿名片。該發展方案設立如下目標：第一章機器人行業專利導航分析的重要性和必要性19（一）產業規?？焖僭鲩L。機器人產業鏈企業數量突破 100 家，產業規模突破 100 億元，培育 3 家主營業務收入超 10 億元企業，上市和新三板掛牌企業達到 8 家。（二）創新能力逐步增強。產業鏈企業平均研發投入占主營業務收入比重超5%，

56、重點培育 10 家技術創新能力處于國內領先、國際先進水平的骨干企業；機器人產業專利授權量年均增長超過 10%；建成 3 個以上機器人產業協同創新平臺。（三）自主水平穩步提升。機器人核心技術和關鍵零部件供給能力進一步提升，形成超 20 個行業新產品新技術，培育超 10 個首臺（套）重大裝備及關鍵部件，產業核心競爭力和自主可控水平國內同級領先。（四）品牌效益顯著提高。產業鏈企業平均銷售利潤率超 15%，培育專精特新“小巨人”企業 5 家以上。加快打造武進機器人產業名片，培育一批自主品牌產品，組織舉辦具有國際知名度和影響力機器人產業論壇、活動、大賽 3-4 次。（五）產業生態更加優化。產業鏈上中下游

57、和應用環節協同發展趨勢更加明顯，搭建 10 個以上機器人產業平臺，培育 5 家機器人領域國家級孵化器、眾創空間。培育主營業務超 5 億元的機器人系統集成商 5 家以上。雖然，常州機器人產業發展擁有良好的區域優勢和制造業基礎，但距離“規?；?、集團化、國際化”的發展目標還相去甚遠?？偟膩砜?，存在的主要問題有如下五個方面。1.1 技術問題機器人技術無疑是制造業發展進程中所出現的高新技術之一。其中智能數控和工業機器人技術的核心部件為伺服驅動器、伺服電機、運動控制器和精密減速器。常州市中等規模以上的機器人企業的生產主要集中在關鍵零部件、單元產品制造和系統集成等產業鏈環節。在該產業鏈中有很多環節都存在著技

58、術瓶頸難以突破的問題。比如服務機器人、高精密減速器、控制系統的軟件開發、伺服驅動器和機電一體化設計等環節，在一定程度上制約了常州市工業機器人產業的創新發展與技術革新。在常州市政府的積極扶持下，相關研發企業將工作重心集中在機器人運動控制器、伺服電機和精密減速器等技術方面的研究。但還在技術研發、創新型研究成果轉化和實用價值等方面存在缺陷。也就是說，現有的研發部門沒有深入到機器人技術的核心，從而，無法掌握與工業機器人相關的技術精髓所在。1.2 市場問題第一章機器人行業專利導航分析的重要性和必要性20我國是制造大國，這是不爭的事實。廉價的勞動力成本使得很多企業在發展的過程中獲利頗多。對于一般的制造業企

59、業來說，如果工業機器人代替工人進行生產，勢必會提高生產成本。而且，由于智能數控和工業機器人企業屬于資金密集型產業，這種類型的產業具有投資成本高、收益期長、后期維護和技術改造頻率高等特點。所以，常州市有實力的企業不愿意參與機器人的開發和產業化，即便參與也是以投資規模小和產品附加值低的方式進行。根據常州市第一次全國經濟普查主要數據公報顯示，常州市擁有與數控機床產業相關的企業有 6413家，而截至 2014 年 4 月，常州市規模以上的數控機床整機與配套企業僅有 23 家，僅占數控機床產業內部企業數量的 0.36%。2020 年 4 月，根據常州市第四次全國經濟普查主要數據公報二號文件顯示，常州市工

60、業機器人產量為 1.5 萬套。同時，常州市的以智能數控和工業機器人研發為主的企業普遍存在融資方式單一、融資困難和融資渠道狹窄的現象。而企業的收益情況也顯示，資金壓力和財務風險勢必成為制約企業中的智能產品開發和普及的障礙因素。1.3 研發體制存在問題從以上論述可知，技術和市場是影響常州智能數控和工業機器人產業發展的兩大主要因素。然而，企業內部的研發體制不健全也是導致資源浪費的重要原因之一。從全市范圍來看，常州市尚未建立起健全的工業機器人產業化的政策支持體系。這主要表現在以下三個方面：一是政府的相關扶持政策缺乏針對性和可行性；二是政府對智能數控工業機器人的研發投入主要集中在高校和科研院所，產業化應

61、用和成果轉化率較低，不少具有自主知識產權的工業機器人尚停留在高?；蚩蒲袉挝坏膶嶒炿A段和零星生產階段，無法實現產業化；三是無法保證對高端專業研發人才的持續引進，而對于企業現有的研發人員來說，他們獲得培訓的機會欠缺。因此，直至今天常州市形成具有影響力的產品和有規模的產業仍然屈指可數。1.4 人才培養問題人才因素在提升常州智能數控和工業機器人產業的整體水平起著至關重要的作用。然而，就常州現有的機器人創新型人才的生存環境來看，尚無法培養一批高水平的研發隊伍，更無法擁有一批業務精良、管理有效、市場眼光敏銳和全球視野開闊的管理型人才。常州市智能數控和工業機器人產業的高端人才及復合型人才的缺口較大。同時，常

62、州雖然地處長三角地帶，但常州市內缺少知名大學。第一章機器人行業專利導航分析的重要性和必要性21因此，導致城市創新創業氛圍與著名高校云集地區還存有一定的差距，常州存在的人才引進困難的問題，嚴重制約了企業走向智能化的進程。常州除了缺乏高端研發人才和行業領軍人物以外，還缺少高級技工人才、現代型技工人才和復合型技工人才。1.5 生產性服務問題國有品牌發展的根本在于其產品的穩定性和可靠性。而常州現有的機器人產業鏈中的各個生產環節都處于初級階段，在穩定性和可靠性無法保證的前提下，企業需要加倍培養其售后服務意識。由企業的售后問題衍生出來的機器人產業在科技服務、軟件和信息服務、現代物流和商務服務等生產性服務環

63、節發展滯后等方面都有一定的劣勢。這些劣勢在某種程度上拖了智能制造業發展的后腿。以科技服務業為例：2019 年全社會研發經費占比達 2.83%，科技進步貢獻率達 64%，新增高新技術企業 421 家，萬人發明專利擁有量超 36.58 件，高新技術產業投資增長 9.8%，實現中國專利金獎零的突破。2020 年，常州市預計全社會研發投入占比達 3%，科技進步貢獻率達 65.8%、高于省均 1 個百分點，高新技術產業產值比重較 2015 年提高 3 個百分點。獲中國工業大獎數、工業強基工程項目數全國地級市第一。萬人發明專利擁有量達40.19 件，是 2015 年的 2.14 倍。累計引進各類人才 39

64、 萬人，每萬名勞動者中高技能人才數連續 7 年全省第一。機器人被譽為“制造業皇冠頂端的明珠”，是衡量科技創新和高端制造業水平的重要標志。作為常州培育多年的一張產業名片，常州市工業機器人產業規模居全省第一。近日，從市工信局了解到，2020 年常州市工業機器人企業營收約 70億元，實現穩定增長，超過全省工業機器人產值一半以上。江蘇機器人產業發展看常州，常州機器人產業發展看武進國家高新區。作為全省唯一獲批的機器人集群試點，武高新已聚集機器人研發生產及配套企業 60多家，形成從零部件生產到整機裝配的完整產業鏈，機器人本體產量占全省 70%、占全國近 1/4。今年上半年，園區機器人產業 13 家規上企業

65、開票銷售超過 40 億元，同比增長 112%?？偼顿Y超過 1 億美元的安川（常州）機電一體化系統有限公司項目正按時序進度建設，主體結構已封頂，預計年底竣工。作為全球機器人行業龍頭企業，安川機器人自 2012 年到武高新設立海外第一家機器人制造基地以來，發展勢頭迅第一章機器人行業專利導航分析的重要性和必要性22猛，其間 5 次追加投資，提高生產能力。目前，安川（中國）機器人有限公司已成為全球單體工廠生產能力最大的機器人生產基地，累計出貨超過 5 萬臺。在“安川效應”推動下，占全球機器人零部件制造份額 60%的納博特斯克，以及金石、快克、節卡、遨博、九號、墨狄等一批工業機器人制造商均在武高新落戶發

66、展，在核心技術、產業協同上有所突破。如遨博機器人和節卡機器人包攬2020 年全國協作機器人領域前兩名；快克智能在錫焊機器人細分領域市場占有量排名國內第一、世界前三；遨博智能面向柔性化生產，率先推出國內首個核心部件國產化的 i 系列協作機器人固高智能創新中心、機械科學研究總院江蘇分院、中科院智能科學技術應用研究院、華數錦明智能裝備技術研究院、常州智行機器人學院等產學研平臺，也先后落戶園區。各類科技咨詢、專利申請/查詢、科技開發、專業研究等科技服務類企業數量偏少，而且大多尚未形成產業集群。從事這些服務行業的從業人員數量不足、服務質量參差不齊，并且持續發展能力較弱，對智能數控和機器人產業發展的支撐效

67、應不夠顯著。同時，大多數制造類企業仍處于封閉式自我服務階段，無法與其它相關企業做到資源共享。工業機器人技術是科技社會中著力發展的新興產業之一。工業機器人技術高度融合和集成了制造技術、計算機技術、信息技術和智能理論，是傳統產業實現生產過程自動化、智能化和精密化的工具。因此，大力培育和發展智能數控和工業機器人產業能夠使得常州市集群化發展趨勢更加明顯，并形成具有本地特色的產業集聚區。常州市擁有悠久的制造業歷史和得天獨厚的地理環境使得該城市在新的歷史發展機遇中，掌握了主動權。針對常州市工業機器人產業的發展現狀及其存在的問題，提出相關建設性的發展策略。這些策略的提出對于常州市發展智能數控和工業機器人產業

68、有著深遠的意義。自“中國制造 2025”行動綱領的頒布實施以來，國家不斷推出相關政策，極大推動了我國高端制造業和工業機器人產業的發展。常州位處“蘇錫?！弊畋倍?，在智能裝備制造產業，尤其在智能數控與工業機器人方面的優勢比較突出，是江蘇工業機器人產業最發達的城市之一。2013 年以來，常州市大力推進產業的轉型升級，由傳統制造向高端、智能制造華麗轉變，以打造“國內一流智能裝備制造名城”為發展目標。因此，“中國制造 2025”為常州市工業機器人產業發展提供了良好的機遇。第一章機器人行業專利導航分析的重要性和必要性23常州有近百家與智能數控和機器人產業相關聯的企業，企業自主創新能力不斷提升，逐步形成了以

69、常州大學、江蘇理工學院、武進國家高新區機器人及智能裝備產業園等為依托的創新研究平臺。高校、研究所和企業通力合作，使得常州工業機器人產業創新能力不斷提升。據不完全統計，常州有包括安川（中國）機器人有限公司、銘賽機器人等在內的近 60 家產業鏈核心企業被認定為高新技術企業，并與高校合作建立了省級博士后創新科研中心、院士工作站和多家省市級企業技術中心。高精尖的智能數控和機器人產業在常州不斷涌現，創新成果產業化水平正在穩步提高，以常州大學機器人研究所、常州先進制造技術研究所、機械科學研究總院常州先進裝備工程技術研究中心為代表的一批科研機構先后成立。為鼓勵智能制造業的發展，常州市政府大力扶持智能制造企業

70、，常州市政府出臺常州市“十三五”工業經濟發展規劃，指出要堅持走新型工業化發展道路，落實“中國制造 2025”常州行動綱要。常州各區政府要切實落實關于推進企業引進國外智力工作的實施意見和關于加快引進和培育領軍型創新創業人才的意見等人才政策。2018 年 12 月市政府又印發了常州市深化在常高校院所與地方產業創新驅動融合發展三年行動計劃（2019-2021 年）的通知，通知中明確提出要形成“政校企資全面合作、產學研用協同創新、經濟社會發展成果共建共享”的良好局面，努力把常州打造成長三角特色鮮明的產業技術創新中心、國內領先的產城融合示范區。2021 年，常州市政府還出臺了常州市“十四五”工業智造發展

71、規劃、常州“十四五”科技創新發展規劃等一系列相關政策法規，以保障常州智能制造業的發展。2021 年 3 月 8 日，常州市政府發布了常州市國民經濟和社會發展第十四個五年規劃和二三五年遠景目標綱要，明確指出“高端裝備：在高精密減速器、高檔伺服系統、高精度液壓傳動系統、智能數控系統、在線遠程診斷、機器人等方面形成突破；”機器人行業主要包括：工業設計與伺服系統開發，精密減速機、伺服電機以及傳感器等關鍵功能零部件，工業機器人、服務機器人、特種機器人集成制造等。長三角是我國重要的先進制造業基地，集聚了 ABB、庫卡、安川等國際機器人巨頭，以及新松、埃夫特、埃斯頓等國內機器人領軍企業，為機器人與智能第一章

72、機器人行業專利導航分析的重要性和必要性24制造裝備產業提供重要技術、人才、資金、信息等產業資源支撐。從區域看，上海機器人產業集聚度最高，江蘇形成蘇州、南京、常州三大機器人產業集群，常州市十四五機器人產業發展規劃醞釀待出。第二章機器人行業市場競爭狀況及技術現狀分析25二、機器人行業市場競爭狀況及技術現狀分析二、機器人行業市場競爭狀況及技術現狀分析2.1 機器人市場競爭狀況分析機器人市場競爭狀況分析2.1.1 全球工業機器人市場競爭格局新變化日本、美國、韓國、歐洲是全球工業機器人市場的傳統領導者，素有工業機器人“四大家族”之稱的發那科、安川電機、ABB、庫卡就分屬于日本、瑞士、德國。但近年來全球市

73、場競爭格局不斷發生變化，“四大家族”的市場份額從 2013年以前的 60%下降到了 2014 年的約 50%，據商學院2020 年 8 月報道，截至2019 年 3 月 31 日，發那科凈收入為 6355.68 億日元，同比下滑 12.5，營業總收入下降 28.9，凈利潤同比下滑 15.3。全球出貨量最大的工業機器人生產商安川電機 2019 年的銷售額為 4109 億日元，下降 13；營業利潤下降 54，凈利潤下降 63。安川電機發布的 2020 年 3 月8 月的合并財務預測報告顯示,合并利潤預測銷售額為 1808 億日元,營業收入為 107 億日元。去年同期的凈銷售額為 2117 億日元,

74、營業收入為 124 億日元。ABB 2019 年機器人及離散自動化業務下降 4%。庫卡銷售額承繼 2018 年的跌勢，2019 年下跌 1.5%至 31.93 億歐元。日益崛起的中國機器人公司使“四大家族”量價齊降，谷歌、阿里巴巴等互聯網企業進軍機器人市場，正在形成工業機器人領域新的競爭格局。新興企業不斷涌現打破工業機器人市場的現有格局。從市場占有率上看，“四大家族”的壟斷地位日益受到威脅，丹麥優傲機器人生產的 6 軸串聯工業機器人和 RethinkRobotics 生產的機器人具備輕巧靈活等特點，廣受市場青睞。各國機器人企業不斷崛起，涌現出埃斯頓、新松、廣州數控等具備相當競爭力的機器人企業，

75、新興崛起的機器人公司使機器人使用成本大幅下降，老牌機器人企業數量和價格上都受到極大影響。2014 年，我國機器人銷量已占到全球銷量的約四分之一，其中國產機器人占國內市場份額逐年上升，2014 年比重接近 29%，2019年我國工業機器人產量為 18.7 萬臺（套），比 2018 年同期增長 27%，增速比 2016年和2017年有所放緩，2017年我國機器人市場共銷售工業機器人15.9萬臺，2018年約銷售 15.6 萬臺，同比下降 1.89%。2019 年上半年我國共銷售 1.9 萬臺自主品牌工業機器人，銷量同比下降 13.6%。2019 年，我國工業機器人市場規模約為57.3 億美元，同比

76、增長 5.7%。2021 年，我國工業機器人市場規模將進一步擴大，第二章機器人行業市場競爭狀況及技術現狀分析26預計將突破 70 億美元。與“四大家族”形成數量與價格的強勢競爭。從應用市場上看，工業機器人市場爭奪呈現多元化發展趨勢。企業不再僅僅瞄準傳統的 3C（計算機、通信、消費電子）制造領域，而是在家電、可穿戴設備、電子、醫療、物流等新興領域積極搶占技術制高點和市場份額?；ヂ摼W企業成為工業機器人領域的新生力量。谷歌自 2013 年起收購了九家機器人企業，領域涉及工業機器人以及相關的開發技術和安卓系統等，致力于研發無人駕駛汽車、智能家電、可穿戴設備等智能產品，還計劃將安卓系統應用到機械制造領域

77、，使智能制造與智能控制達到新高度。此外，我們對 2019 年十大機器人公司收購時間進行梳理如下，Renesas 以67 億美元完成對 Integrated Device Technology Inc.的收購，以購買其自動駕駛汽車芯片。強生（JohnsonJohnson）（JJ）子公司 Ethicon 簽署了一項 34 億美元的交易，以收購 Auris Health 及其 FDA 批準的 Monarch 平臺。Auris 是外科機器人技術的先驅 Fred Moll 博士的最新機器人外科手術。日立公司以14.25億美元的價格收購了位于密歇根州荷蘭的工業機器人集成商 JR Automation。日立

78、將收購美國私募股權基金 Crestview Partners 持有的 JRAutomation 的所有股份。西門子以 11 億美元的價格收購 Corindus 血管機器人，對 Corindus 的收購，加上西門子強大的先進療法產品組合，將有助于進一步推動血管機器人技術的發展。美國衛星影像公司 Maxar Technologies Inc 以 7.65 億美元的價格將其加拿大太空機器人業務出售給由 Northern Private Capital（NPC）牽頭的財團，以減輕債務。交易完成后，MDA 已幫助建設了國際空間站的一部分，它將作為 NPC 投資組合中的獨立公司運營。領先醫療技術公司 St

79、ryker 以 5 億美元的價格收購了 Mobius Imaging 及其子公司 Cardan Robotics。該交易包括現金支付的首付 3.7 億美元，以及根據開發和商業化里程碑支付的首付 1.3 億美元。工業物聯網公司 PTC 以 4.7 億美元收購 Onshape，Onshape 是軟件即服務（SaaS）產品開發平臺的創建者。Shopify 以 4.5 億美元收購 6 River Systems，6 River Systems Inc.是一家總部第二章機器人行業市場競爭狀況及技術現狀分析27位于馬薩諸塞州沃爾瑟姆的倉庫自動化初創公司，加拿大電子商務巨頭 ShopifyInc.支付了 6

80、0的現金和 40的股份以收購這筆交易。Shopify 表示，此次收購是“加快增長的關鍵一步”。6 River Systems 的配送軟件和機器人技術將有助于提高配送網絡中倉庫的速度和效率。FLIR 以 3.82 億美元收購 Endeavor Robotics，FLIR Systems Inc.始終致力于成為無人系統的提供者，而不僅僅是紅外熱像儀、傳感器及其內部組件。Kaman 將以 3.3 億美元的現金收購 Bal Seal，Bal Seal 總裁兼首席執行官 RickDawson 表示：“Bal Seal 和 Kaman 的結合為 Bal Seal，我們的員工以及我們所有的利益相關者提供了極

81、具吸引力的機會。我們期待利用卡曼的規模，資源和互補能力，進一步擴大我們的領導地位，并通過我們的組合產品打入新市場?！?0192019 年機器人公司收購事件年機器人公司收購事件收購方收購方被收購方被收購方收購金額（美元）收購金額（美元）RenesasDevice Technology Inc.67 億強生（JohnsonJohnson）Auris Health34 億日立JR Automation14.25 億西門子Corindus 血管機器人11 億Northern PrivateCapital（NPC）Maxar Technologies Inc7.65 億StrykeCardan Robo

82、tics MobiusImaging5 億PTCOnshape4.7 億Shopify6 River Systems4.5 億FLIR Systems Inc.Endeavor Robotics3.82 億KamanBal Seal Engineering3.3 億互聯網企業擁有強大的云計算、大數據、云存儲、在線銷售等優勢，虛擬世界與實體制造業的跨界融合，加上機器人新技術的研發產業化，必將對未來機器人發展產生顛覆性變革。機器人技術的研究整體呈現快速發展態勢，研究成果不斷涌現。但從產業鏈角度看，上中下游技術之間存在一定的差異。其中，附加值高的上游和中游技術第二章機器人行業市場競爭狀況及技術現狀分

83、析28對機器人產業的發展具有決定性作用，而下游部分主要是系統集成和應用，產品附加值較低。因此，本文重點分析了機器人產業上、中游技術的發展態勢。1.機器人產業上游技術壁壘較高，長期為美日德等國(地區)企業壟斷處于機器人產業鏈上游的核心零部件（如控制器、伺服電機和減速機）是價值鏈中的利潤關鍵點，占機器人整體生產成本的 70以上。上游技術研究壁壘高，技術創新主體主要來自日本、美國和德國。我國的專利數量雖然居于前部，但包含大量的實用新型專利，技術方案創新程度較低。日本在機器人產業鏈上游處于絕對領先地位，擁有大量優勢企業，如安川電機和發那科公司，技術研發和市場擴張均十分活躍，創新成果豐富。德國、瑞士與韓

84、國等由于在該領域擁有面向全球的領軍企業庫卡、ABB 公司與三星重工而躋身機器人強國之列。我國目前在機器人核心部件領域的研究較弱，大部分集中在中低端區域，難以突破高端技術瓶頸。此外，創新多來自于科研院所，還未出現面向全球的機器人領軍企業。我國工業機器人行業產業鏈上游代表企業優勢分析我國工業機器人行業產業鏈上游代表企業優勢分析類別類別企業名稱企業名稱優勢分析優勢分析減速器綠的諧波研發優勢：經過多年持續研發投入，公司在國內率先實現了諧波減速器的工業化生產和規?；瘧?，打破了國際品牌在國內機器人諧波減速器領域的壟斷。品牌優勢：公司多年以來深耕精密傳動領域，憑借先進的技術水平、持續的研發投入、高精密制造

85、的能力、嚴格的質量管控以及完善的產品體系，在行業內已建立較強的品牌知名度，成長為國內領軍企業。上海機電業務覆蓋優勢：公司業務涉及電梯制造、冷凍空調設備制造、印刷包裝機械制造、焊接器材制造、人造板機械制造、人造板板材制造和工程機械制造七大領域，與美、日、法等世界著名跨國公司共同組建了 12 家合資企業。下屬各獨資、合資企業均全部通過全面質量管理體系（ISO9000）認證。公司年銷售收入 110 億元?？刂破鲄R川技術核心技術優勢：深圳市匯川技術股份有限公司聚焦工業領域的自動化、數字化、智能化，專注“信息層、控制層、驅動層、執行層、傳感層”核心技術。業務及產品覆蓋優勢：經過 18 年的發展，公司業務

86、分為：通用自動化業務、電梯電氣大配套業務、新能源汽車電驅&電源系統業務、工業機器人業務、軌道交通業務。產品包括：變頻器、伺服系統、控制系統、一體化專機、高性能電機、編碼器、工業機器人、精密機械、電驅&電源總成系統、牽引系統等產品與解決方案，廣泛應用于工業領域的各行各業。研發優勢：通過高比例研發投入，公司在電機驅動與控制、電力電子、工業網絡通訊等核心技術方面取得了領先優勢，并且通過提供創新的行業專機或“工控+工藝”的綜合產品解決方第二章機器人行業市場競爭狀況及技術現狀分析29案，在電梯、空壓機、紡織、起重、3C 制造、鋰電、光伏、新能源汽車等行業確定了領先地位。華中數控資金優勢：武漢華中數控股份

87、有限公司創立于 1994 年，注冊資本 1.7279 億元，是國產中、高檔數控系統研究和產業化基地，國產數控系統行業首家上市公司品牌優勢：公司是首批國家級創新企業、中國機械工業聯合會智能制造分會副理事長單位、中國機床工具工業協會副理事長單位、數控系統分會理事長單位、全國機床數控系統標委會秘書長單位、高檔數控系統及其應用產業技術創新戰略聯盟理事長單位。研發優勢：公司獲得國家科技進步二等獎 2 項、省部級科技進步和技術發明一等獎 8 項，有 9 項產品被評為國家級重點新產品，華中數控系統被列入首批自主創新產品目錄。伺服系統雷賽智能經驗優勢：經過二十余年如一日的產品創新、市場開拓和應用服務，雷賽已經

88、成為產銷規模先進的運動控制產品和解決方案提供商。產品優勢：由于雷賽產品兼具穩定可靠和性能優越的雙重優勢，在電子、機器人、機床、激光、醫療、紡織等行業獲得上萬家優秀設備廠家的長期使用，且遠銷美國、德國、印度等60 多個國家?？评麪柸瞬艃瀯荩涸陂L期的研究生產過程中，同國內外先進企業和高等院校有著廣泛的合作,公司現有職工314人,技術人員45人,工程師 33 人,工程師 12 人。2.機器人產業中游技術兼具門檻低和附加值高的特點，為競爭研發的焦點機器人產業鏈中游的技術包括本體設計和控制系統開發，相對于核心零部件的高技術壁壘，中游技術的進入門檻有所降低，同時其產業附加值又較系統集成應用高，因此其成為全

89、球各國研究的熱點。日本由于具有完善的產業鏈發展模式，在機器人產業中游技術方面依然處于領先地位，但未形成壟斷局面；美國、德國、韓國與中國均有相關研究和成果。其中，我國在該技術領域的專利儲備數量已與日本非常接近，遠大于韓美德三國。我國工業機器人行業產業鏈中游代表企業優勢分析我國工業機器人行業產業鏈中游代表企業優勢分析類別類別企業名稱企業名稱優勢分析優勢分析本土企業新松機器人生產線優勢：新松機器人自動化股份有限公司（以下簡稱“新松”）成立于 2000 年，隸屬中國科學院，是一家以機器人技術為核心的高科技上市公司。作為國家機器人產業化基地，新松擁有完整的機器人產品線及工業 4.0 整體解決方案。產業規

90、模優勢：新松本部位于沈陽，在上海設有國際總部，在沈陽、上海、杭州、青島、天津、無錫、濰坊建有產業園區，在濟南設有山東新松工業軟件研究院股份有限公司。第二章機器人行業市場競爭狀況及技術現狀分析30研發優勢：新松積極布局國際市場，在韓國、新加坡、泰國、德國、香港等地設立多家控股子公司及海外區域中心，現擁有4000 余人的研發創新團隊，形成以自主核心技術、核心零部件、核心產品及行業系統解決方案為一體的全產業價值鏈。埃斯頓埃斯頓作為中國運動控制領域具有影響力的企業之一，自動化核心部件產品線已完成從交流伺服系統到運動控制系統解決方案的戰略轉型，業務模式正在實現從單軸單機單元的全面升華；工業機器人產品線在

91、公司自主核心部件的支撐下得到超高速發展，奠定公司作為國產機器人行業的龍頭地位，通過推進機器人產品線“ALL Made By ESTUN”的戰略，形成核心部件工業機器人機器人智能系統工程的全產業鏈競爭力，構建了從技術、成本到服務的全方位競爭優勢。新時達研發優勢：新時達在中國、德國和日本設立研發中心，擁有博士后科研工作站，技術中心實驗室具有國家 CNAS 認可資質。新時達參與編制/修訂國家技術標準 26 項、行業技術標準 8項。截至 2020 年 6 月 30 日，獲得國家授權專利 556 項，其中發明專利 197 項；軟件著作權 251 項。品牌優勢：新時達是中國智能制造領軍企業、全球電梯控制系

92、統領導品牌。專注于智能控制技術及產品（軟件和板卡）、（變頻、伺服）驅動技術及產品發展方向，是智能驅動控制專業領域核心產品及綜合解決方案供應商。產品優勢：產品及服務廣泛應用于電梯、3C、白電、電商物流、食品醫藥、金屬加工、工程車輛、農業機械、智慧水務、暖通空調、起重物流、輪胎橡膠、汽車及零部件等領域，并銷往世界 110 多個國家與地區。外資企業發那科一體化優勢：FANUC 公司創建于 1956 年的日本，中文名稱發那科（也有譯成法蘭克），是當今世界上數控系統科研、設計、制造、銷售實力強大的企業，目前擁有員工 4549 人。專業優勢：FANUC是日本一家專門研究數控系統的公司，成立于 1956 年

93、。是世界上最大的專業數控系統生產廠家，占據了全球 70%的市場份額。產品優勢：自 1974 年，FANUC 首臺機器人問世以來，FANUC致力于機器人技術上的領先與創新，是世界上唯一一家由機器人來做機器人的公司，是世界上唯一提供集成視覺系統的機器人企業，是世界上唯一一家既提供智能機器人又提供智能機器的公司。FANUC 機器人產品系列多達 240 種，負重從 0.5 公斤到 1.35 噸，廣泛應用在裝配、搬運、焊接、鑄造、噴涂、碼垛等不同生產環節，滿足客戶的不同需求。庫卡全球化布局優勢：庫卡(KUKA)機器人有限公司于 1898 年建立于德國巴伐利亞州的奧格斯堡，是世界領先的工業機器人制造商之一

94、。庫卡機器人公司在全球擁有 20 多個子公司，大部分是銷售和服務中心，其中包括：美國,墨西哥,巴西,日本,韓國,中國臺灣,印度和絕大多數歐洲國家。穩定合作關系優勢：庫卡工業機器人的用戶包括：通用汽車、克萊斯勒、福特、保時捷、寶馬、奧迪、奔馳、大眾、法拉利、哈雷戴維森、一汽-大眾、波音、西門子、宜家、施華洛世奇、沃爾瑪、百威啤酒、BSN Medical、可口可樂等等。安川服務網絡優勢：隨著業務范圍和企業規模的不斷擴大，公司除上?？偛客膺€在廣州、北京、沈陽、成都等地開設了分公司，并在中國各地區設立了代理店和經銷商，組成一個強大而全面第二章機器人行業市場競爭狀況及技術現狀分析31的服務網絡，使客戶能

95、最快捷地獲得專業的咨詢服務。公司設有銷售部、技術部、售后服務部、物流部等部門，企業規模在不斷地擴大中。技術優勢：安川電機的驅動控制事業部把多樣的革新及世界最新技術整合到變頻器之中并進行了產品化,取得了行業的領先地位。這些最尖端的技術作為世界標準已經滲透到各個領域，而變頻器的品質性能功能享譽于世界，由此確保了全球 No.1 的市場份額。3.工業機器人行業產業鏈下游為集成系統和應用領域。目前，我國工業機器人主要應用于汽車制造、3C 電子、金屬加工、塑料加工、食品飲料、倉儲物流等領域?，F階段，我國工業機器人行業產業鏈下游集成系統代表企業包括拓斯達、克來機電、博實股份等。我國工業機器人行業產業鏈下游代

96、表企業優勢分析我國工業機器人行業產業鏈下游代表企業優勢分析企業名稱企業名稱優勢分析優勢分析拓斯達技術優勢：拓斯達是一家登陸創業板的廣東省機器人骨干企業。堅持“讓工業制造更美好”的企業使命，長期以來致力于工業制造自動化的創新與應用，通過以工業機器人、注塑機、CNC 為核心的智能裝備，以及控制器、伺服驅動、視覺系統三大核心技術，打造以核心技術驅動的智能硬件平臺，為制造企業提供智能工廠整體解決方案。研發優勢：拓斯達是國家高新技術企業，建有廣東省 3C 智能機器人與柔性制造企業重點實驗室、廣東省工業機器人與智能裝備驅控一體化系統及應用技術工程技術研究中心、廣東省企業技術中心、廣東省博士工作站。第二章機

97、器人行業市場競爭狀況及技術現狀分析32品牌優勢：2019 年納稅首次破億，并榮獲“2019 年度東莞市效益貢獻獎”“2019 年度東莞市規模效益成長性排名前 20 名工業企業”，2020 年榮獲“東莞巿先進集體”等榮譽?？藖頇C電產品優勢：目前，公司自主研制的四關節選擇順應性裝配機器手臂（SCARA機器人）已成功應用到部分項目當中，實現了物料在沖床模具之間的快速傳送。合作優勢：先后與聯合電子、德國博世、聯創電子、海拉電子、延鋒江森、施爾奇汽車系統、上海李爾、佛吉亞、博澤、上海實業交通、上海法雷奧、天合電子、恩坦華汽車系統、上海愛立信電子、上海盈智汽車零部件、浙江龍生股份、豫北轉向系統股份、加拿大

98、 WARREN 等國內外多家大型汽車零配件生產廠商建立合作伙伴關系，深化與核心客戶在其產品生產需求、實現方式、產品更新等各環節領域的戰略合作。經驗及研發優勢：隨著業務經驗與研發技術的積累，公司在數字化系統集成創新、柔性自動化生產線工裝夾具的參數化與模塊化設計、電驅動系統的精確分析計算與實驗、快速成型與模擬仿真等環節理解力不斷加深。產業延伸優勢：公司還積極布局上游市場，縱向延伸，在部分核心功能部件和模塊方面加大研發投入，以期在少量自用的同時形成批產能力，逐步實現工業機器人本體、零配件與系統集成的產業一體化、內部化作業。博實股份產品優勢：公司主要產品及業務包括工業機器人、自動化成套裝備及系統解決方

99、案，并提供相關的增值服務。產品主要應用于石油化工、煤化工、鹽化工、精細化工、化肥、冶金、物流、食品、飼料等行業的固體物料后處理，包括單機產品、單元產品和系統成套設備，能夠滿 足客戶多層次、全方位的需求。公司是國際上少數幾家能夠系統完成自主研發、成套生產和配套服務的企業之一。產品覆蓋國內除港、澳、臺的所有省區，并出口到 歐洲、亞洲、非洲等十余個國家。品牌優勢：憑借技術領先優勢、大系統成套優勢、綜合服務優勢及品牌優勢，公司在所從事的領域市場占有率遙遙領先，2009 年入選“福布斯中國最具潛力中小型企業”200 強。人才優勢：博實擁有一支知識結構合理、學科門類齊全的優秀技術人才團隊。他們經驗豐富、理

100、念先進，始終堅持技術創新，對智能成套設備領域有著深刻的理解，代表著我國化工后處理智能成套裝備領域研發實力，能準確把握產品技術和市場的發展方向，確立符合自身實際的發展戰略。華昌達聚焦工業智能領域，立足智能裝備行業，積極拓展產業鏈相關業務發展。通過收購兼并海內外優質企業，發展成為一個在工業 4.0 領域具有領先技術與解決方案能力的全球化集團2.1.2 新格局下我國工業機器人發展面臨的挑戰雖然我國機器人產業不斷進步，但在技術水平、研發能力等方面與國際先進企業差距依然比較大，產業集中度低，人才缺乏，不能有效滿足我國先進制造業發展和人們消費升級的需求。（一）自主創新能力不足，核心零部件對外依存度較高長期

101、以來，外資系廠商幾乎壟斷了我國機器人制造的高端領域，核心零部件技術缺失成為制約我國機器人產業發展的關鍵因素。就工業機器人成本構成來看，減速器、伺服電機以及控制器等機器人的三大核心零部件，從產業鏈結構上看，工業機器人由減速器、伺服電機、控制器、本體四大部件構成，前三者分別第二章機器人行業市場競爭狀況及技術現狀分析33占整機成本約 35、20、15，合計 70。減速器是工業機器人技術壁壘最高的關鍵零部件。相比日本巨頭幾十年的積淀，中國的工業機器人用精密減速器研究起步晚，技術不成熟，形成了嚴重依賴進口的局面，目前，雖有國內企業的 RV 減速器實現量產，但在穩定性、精度以及耐疲勞強度等方面與日本企業差

102、距還比較明顯，容易磨損報廢，嚴重依賴進口的局面未能從根本上改變。聚焦到減速器來看，減速器主要用于傳導伺服電機的動力，調整速度和扭矩，以便更精確地控制機器人動作。目前世界上最大的減速器生產廠家是日本納博特斯克精密機械公司，該公司是世界上處于優勢地位的專業的機器人用精密擺線針輪減速機制造商，其核心產品為精密減速機 RV 系列。早在二十世紀八十年代早期，應世界主要機器人制造商要求，納博特斯克就將已經在挖掘機行業成功使用的 RV 減速機的精準可靠設計，調整到要求嚴格的機器人制造行業中使用。目前中國減速器市場中，納博特斯克占比達 60%之多。不過值得注意的是，雖然目前技術與國外仍有差距，但國內企業在不斷

103、地尋求突破。國產企業經過多年積累和技術沉淀，已經逐步獲得國際市場認可，產品競爭力及銷售量持續提升。在減速器方面，目前國內能夠量產并規模出貨的有上海機電、中大力德、雙環傳動、秦川機床等。伺服電機是工業機器人的“神經系統”。國內伺服電機市場中，伺服電機方面主要來自國外，松下、三菱電機、安川、三洋、富士等。減速器行業，行業兩巨頭是帝人（納博特斯克）、和哈默納科（俗稱 RV 減速器和諧波減器）。國產主要由綠的諧波（科創上市）、南通振康、秦川機床、武漢精華、浙江恒豐泰和浙江雙環傳動提供。第二章機器人行業市場競爭狀況及技術現狀分析34控制器是工業機器人的“大腦”，包括硬件和軟件兩部分。由于其地位和門檻相對

104、較低，成熟機器人廠商一般自行開發控制器，以保證穩定性和維護技術體系。國內控制器市場中，發那科作為日本工業機器人巨頭，獨占中國市場 14%的份額，拿下兩個世界第一，發那科成立于上世紀 50 年代，迄今已有 63 年發展歷史，被譽為機器人界的微軟。它是全球最大的專業數控系統生產商，也是全球裝機量最大的工業機器人制造商，與日本的安川電機(Yaskawa)、瑞士的 abb、德國的庫卡(kuka)并稱為“四大家族”。截至 2020 年 6 月，發那科機器人全球累計安裝臺數超過 68 萬臺，刷新了工業機器人單一品牌的全球裝機量紀錄。數據顯示，發那科蟬聯第一，市占率提升至 14.54%，領先第二名超 4 個

105、百分點。此番加碼中國市場，正是希望通過大型投資抓住需求，守住份額第一的位置。我國企業在控制器硬件方面與國外差距較小，但軟件部分在穩定性、響應速度、易用性等方面與國外品牌還有差距。今后，如何突破核心零部件技術瓶頸，提高自主創新能力，是我國機器人發展中需要破解的難題。（二）企業規模普遍較小，產業集中度低，競爭力較弱在機器人需求迅速增長的形勢下，全國各地的機器人企業如雨后春筍般冒出來。據有關數據顯示，截至 2020 年 7 月，全國各地的機器人企業已經達 10811多家，但其中真正具備領先技術，在與外資企業的競爭中，能夠具有一定比較優勢的也僅有沈陽新松等少數幾個老牌企業。多數企業以組裝和代工為主，處

106、于產業鏈低端，產業集中度低、總體規模小，90%的機器人生產企業年產值在 1 億元以下，新時達 2020 年的營收為 39.57 億元，新松 2019 年的營收為 27.45 億元，第二章機器人行業市場競爭狀況及技術現狀分析35與 ABB、安川、發那科、庫卡等銷售收入均超過百億元人民幣的國際機器人巨頭企業相比，營收差距巨大?？鐕髽I不僅掌握核心技術，且機器人的質量、性能方面更具優勢，國內企業僅靠性價比占據了不到 3 成的國內市場份額，但是隨著技術進步，跨國企業機器人制造成本也快速下降，四大家族的工業機器人的售價已由 10 年前大約每臺 50 萬元下降到目前每臺 1520 萬元，國產工業機器人的性

107、價比優勢也受到嚴峻挑戰。盡管目前埃夫特、埃斯頓等國產機器人價格仍略低于四大家族，但這種優勢已經很小。未來只有通過減速機等零部件進一步國產化，工業機器人均價降到 5 萬/臺以內，國產機器人才會更有競爭力。但是，隨著掌握技術和價格雙優勢的國際機器人巨頭紛紛搶灘中國機器人市場，未來國內企業面臨的競爭將更加激烈。（三）高端產業低端化和產能過剩的隱患初步顯現為推進機器人產業的發展，各地政府也積極布局工業機器人產業園區建設。根據前瞻產業研究院發布的2018-2023 年中國產業園區規劃布局與運營管理分析報告統計，截至 2018 年 2 月，全國共有 65 個已建或在建的機器人產業園，不少省份更是建有多個產

108、業園，例如廣東省建有 9 個產業園，河北、江蘇各建有 6 個產業園。甚至一些縣，如江西省九江市星子縣、重慶市璧山縣、安徽省肥東縣、河北省固安縣以及香河縣也在積極籌建機器人產業園。根據 OFweek機器人網不完全統計，剔除機器人企業以自用為主的園區后，2020 年全國機器人產業園數量已超過 85 家。序號產業園名稱地區1沈撫新城機器人產業基地遼寧省撫順市2天津機器人產業園天津市武清區3河北智能電子機器人產業園河北省邯鄲市4中國國際機器人產業園河北省滄州市5香河機器人產業園河北省廊坊市6大廠機器人創新技術產業園河北省廊坊市大廠回族自治縣7滄州機器人產業園河北省滄州市8衡水泰華機器人產業園河北省衡水

109、市9石家莊機器人產業園河北省石家莊市10唐山機器人產業園河北省唐山市路北區11智能機器人產業基地內蒙古呼和浩特市12吉林省機器人產業基地吉林省長春市13上海智能制造及機器人產業園區上海市14交大醫療機器人產業園上海市15上海機器人產業園(富聯路)上海市16機器人產業園江蘇省蘇州市第二章機器人行業市場競爭狀況及技術現狀分析3617昆山高新區國家火炬機器人特色產業基地江蘇省蘇州市18南京麒麟機器人產業園江蘇省南京市19張家港機器人產業園江蘇省張家港市20徐州經濟技術開發區機器人產業園江蘇省徐州市21常州機器人及智能裝備產業園江蘇省常州市天寧區22嘉興市機器人智能制造產業園浙江省嘉興市秀洲區23余姚

110、機器人小鎮浙江省寧波市余姚市24麗水機器人產業基地浙江省麗水市25杭州蕭山機器人產業園浙江杭州蕭山區26清華啟迪科技城機器人產業基地安徽省合肥市包河區27肥東機器人小鎮安徽省合肥市肥東縣28馬鞍山機器人產業集聚區安徽省馬鞍山市29國家蕪湖機器人產業園安徽省蕪湖市鳩江區30阜陽市潁泉區機器人產業園安徽省阜陽市潁泉區31機器人眾創空間福建省福州市倉山區32海絲智能機器人小鎮福建省泉州市鯉城區33晉江智能裝備（機器人）產業園福建省晉江市34吉安鈺海機器人產業園江西省吉安市吉安縣35星子縣機器人科技創意產業園江西省九江市36國家八六三計劃機器人主題產業化基地山東省青島市黃島區37煙臺機器人產業園山東省

111、煙臺市萊山區38濟寧機器人產業園山東省濟寧市鄒城市39青島國際機器人產業園山東省青島市高新區40山東西部智能機器人產業園山東省菏澤市41新鄭產業新城機器人產業港河南省鄭州市新鄭市42洛陽機器人智能化裝備產業園河南省洛陽市洛龍區43機器人產業園河南省焦作市武陟縣44湖南機器人產業集聚區湖南省長沙市雨花區45碧桂園深圳機器人產業園廣東省深圳市寶安區46中糧(福安)機器人智造產業園廣東省深圳市寶安區47深圳國際機器人城產業園廣東省深圳市龍崗區48長京機器人產業園廣東省深圳市龍華區49深圳南山機器人產業園廣東省深圳市南山區50坪山新區機器人產業園廣東省深圳市坪山新區51深圳寶安機器人制造產業園廣東省深

112、圳市寶安新區52中山機器人產業聚集區廣東省中山市53廣州機器人產業聚集區廣東省廣州市54順德機器人產業聚集區廣東省佛山市順德區55國機機器人科技園廣東省珠海市香洲區56佛山市機器人創新產業園廣東省佛山市南海區57松山湖機器人產業基地廣東省東莞市58北大眾智機器人產業園廣東省東莞市59中信重工開誠特種機器人西部產業基地重慶市九龍坡區60重慶兩江機器人產業園重慶市兩江新區61重慶璧山縣機器人產業園重慶市璧山縣62成都機器人產業園四川省成都市63貴安新區機器人與激光產業園貴州省安順市平壩區64機器人科技園云南省昆明市五華區65西安人工智能與機器人產業基地陜西省西安市未央區第二章機器人行業市場競爭狀況

113、及技術現狀分析3766寶雞機器人智能制造產業園陜西省寶雞市陳倉區67機器人創新基地甘肅省蘭州市西固區各地還對機器人產業園提出了雄心勃勃的目標。如遼寧省提出打造“具有國際競爭力的機器人及智能裝備產業基地，推動老工業基地轉型”在遼寧省撫順市打造了沈撫新城機器人產業基地。天津打造“國家級產業集群”，天津機器人行業，是天津先進制造業的一顆新星，為天津市重點發展領域，匯集了天津新松、深之藍、辰星自動化、朗譽科技、揚天機器人等一批機器人龍頭企業，在無人機、工業機器人、水下機器人等細分領域，形成了聚集優勢，呈現出強勁的發展勢頭。今年天津工業機器人產業 11月增速為 91.7%，累計增速為 7.5%；服務業機

114、器人增速 500%，累計增速為 240%。在創新創造上，天津機器人行業更是亮點頻出，成為中國機器人制造領域一道亮麗的風景。湖北省提出 2017 年智能制造裝備主營業務收入達到 2000 億元，加快布局超級計算、分布式計算、云計算相集合的高性能計算應用環境，在智能芯片、智能家居、智能醫療、智能數控裝備、智能機器人、智能機器翻譯等多個領域不斷取得進展。哈爾濱提出建設“北方最大的產業機器人基地、機器人核心技術研發中心、第二章機器人行業市場競爭狀況及技術現狀分析38高端制造中心、服務中心和應用中心”；總投資 150 億元，選址哈經開區，以哈工大機器人集團為核心建設，力爭到 2025 年打造成為全國領先

115、的五大機器人配套產業集群之一、全國三大具有國際競爭力的機器人龍頭企業之一、全國智能化生產生活模式示范和全國總部經濟標桿示范區，建設成一個機器人產業集聚、歐陸風情宜居、具有北方生態特色的機器人特色小鎮。預計到 2025 年，哈爾濱機器人特色小鎮總投資達到 150 億元，產值實現 500 億元。青島提出建設“國家級機器人產業創新基地”，青島國際機器人產業園位于青島膠州灣北岸青島高新區。其中，前期核心園區占地 1000 畝，位于先進裝備制造區內，重點吸引國內外的優秀機器人研發制造應用企業及相關配套企業入駐。目前，產業園已吸引創想機器人、青島諾利達、科捷機器人、海爾機器人等知名企業入駐，涉及領域研發、

116、制造、應用展示、配套服務等多個環節。在高新區的不斷努力下，青島市智能機器人產業技術創新聯盟落戶園區，擁有 24 家成員單位，為機器人企業提供專業交流平臺。還有產業園提出年產值過百億元的目標，如湖南長沙市工業機器人產業發展三年行動計劃（2015-2017）提出“助推長沙市雨花區打造百億機器人產業園”。2015 年，湖南省政府確定雨花經開區為湖南機器人產業集聚區。截止 2020年 5 月，園區已經聚集人工智能和機器人產業相關企業近 240 家，產業集聚度和競爭力進入全國十強。重慶大足工業機器人產業園區正在崛起，經過兩年時間的發展，大足萬古園區已經擁有了哈工大工業機器人、羅博泰爾上下料機器人、施羅德

117、管道機器人、大連機床、中科院環保產業園等各類戰略性新興產業項目 43 個。多家企業在園區投資億元興建機器人廠房，形成了良好的產業集群和配套能力。華創機器人整機及 RV 減速器生產項目占地 150 畝，總投資 7 億元。臺灣慧谷產業園項目占地300 畝，投資 5 億元，建設標準廠房 24 萬平方米，以出租、出售、定制等方式引入臺灣地區的機器人、數控機床等企業 20 家以上。國揚機器人制造項目投資8 億元，占地 180 畝，主要生產點焊工業機器人、裝卸工業機器人等。園區還攜手中科院重慶研究院、重科院、重慶郵電大學等科研院所，重點打造環保產業研究院、智能裝備研究院、檢測檢驗中心、先進制造與機器人研究

118、院等產業科技創新平臺。從產業平均銷售利潤率來看，2020 年珠三角地區機器人產業平均銷售利潤第二章機器人行業市場競爭狀況及技術現狀分析39率達到 18%，較上年度提高 1 個百分點，繼續保持全國領先；京津冀地區產業平均銷售利潤率為 16%，僅次于珠三角地區之后，行業整體效益情況較好；長三角地區和東北地區均為 14%，處于全國中等水平；中部和西部地區分別為 13%、10%，位于全國第三梯隊。從六大區域人才以及研究機構資源的情況來看，京津冀地區一直是國內人才聚集高地，人才環境處于全國領先水平，長三角以及珠三角地區人才資源也較為充足，而東北以及西部地區人才資源較為匱乏。從機器人研究機構來看，除西部地

119、區資源較少之外，其他五個地區均發展較好。為了實現上述目標，各地政府紛紛推出各種優惠政策、稅收減免等補助措施，但是由于多數補貼政策關注的是機器人的終端應用，而對上下游相關核心零部件、關鍵共性技術研發的補貼條款不夠明確，使得不少園區進駐的企業集中在系統集成環節，主要通過采購國外工業機器人為下游用戶設計方案，技術及產品差異不大，徘徊在產業鏈技術含量和附加值的低端環節，低水平重復建設以及產能過剩的隱患逐步顯現，難以形成產業集聚優勢。第二章機器人行業市場競爭狀況及技術現狀分析402.1.3 機器人專利申請量對比機器人專利申請量對比2.1.3.1 機器人產業發展歷程機器人產業的發展經歷了機械手、工業機器人

120、、初步智能機器人和高級智能機器人等階段根據全球機器人 2019報告顯示，2019 年全球機器人年銷售額為 165 億美元，全球機器人 2019-服務機器人中提到，2018 年專業服務機器人的銷售額增長了 32%，達到 92 億美元。中國、韓國、日本、美國、德國是當前五大機器人市場國。從中國受理機器人各分支技術的專利數量占比可看出，上游零部件專利申請量相對較多，達到 37%。其中，控制系統和末端執行器相關專利占比較高，而減速器相關專利的申請量占比僅 1%，可見減速器技術依然是制約中國機器人技術高質量發展的技術瓶頸之一。2.1.3.2 總量數據描述世界各國十分注重機器人研發。日本、韓國和歐美各國在

121、機器人產業發展的第二章機器人行業市場競爭狀況及技術現狀分析41早期壟斷了大批專利，韓日美三國機器人專利申請量一直排名世界前三，2006年韓國和日本的機器人申請量幾乎一樣，占世界機器人專利申請總量的 22。我國在國家中長期科學和技術發展規劃綱要（20062020）發布后，機器人產業發展迅猛，2008 年我國機器人專利申請量達 1496 個，成為全球第一，到 2015年增長到 5763 個，占世界機器人專利申請量的 80。2015 年美國在機器人領域專利申請量為 559 個，名列世界第二，以保潔機器人和空間探索機器人的專利申請為主。截止到 2020 年 12 月，我國機器人專利申請量達 20206

122、4 件，成為全球第一，日本機器人專利申請量達 42220 個，美國機器人專利申請量達 30444 個。2.1.3.3 世界主要機器制造商專利對比根據 2020 全球機器人專利申請數據，主要的機器人制造公司有日本安川電機株式會社、韓國三星集團、日本發那科株式會社、日本本田汽車公司、日本愛普生公司、美國 IROBOT 公司、日本豐田汽車公司、德國庫卡機器人有限公司和韓國 LG 電子集團。（1）日本十分重視機器人產業。世界機器人專利申請量前十的公司有半數是日本公司。1999 年索尼公司成功研發出機器狗“愛寶”，2000 年本田汽車公司推出人形機器人阿西莫，2015 年，大阪大學和京都大學聯合研發出美

123、女機器人“ERICA”。日本發那科株式會社是全球第一大機器人公司，技術和產品廣泛應用在汽車、食品、醫藥、工程器械等領域，擁有波音客機公司、豐田汽車公司等眾多客戶。日本安川電機株式會社機器人技術廣泛應用于汽車制造、機械加工、電子電氣、食品飲料以及樹脂橡膠等各類行業，2015 年與美的集團合作，成立了第二章機器人行業市場競爭狀況及技術現狀分析42廣東安川美的工業機器人有限公司和廣東美的安川服務機器人有限公司。2020年 4 月，為了大力發展AI，索尼在內部AI 研發機構的基礎上設立子公司 SonyAI，全面提升 AI 方面的能力，算是索尼全面進軍 AI 領域的一個標志性事件。2020年 5 月，發

124、布智能視覺傳感器（Intelligent Vision Sensor），據稱這是世界上第一款基于 AI 的視覺傳感器，也成為索尼在 AI 領域的一個重大突破。2020 年 6 月，Preferred Networks（簡稱 PFN）公司開發了用于深度學習的超算 MN-3。微軟日本成立 Rinna 株式會社，專門運營 Rinna 業務，根據 2020 年 8 月的數據，Rinna的登錄用戶約有 830 萬人，成為日本的一款“國民級 AI”。（2）韓國三星集團注重技術研發。在近十年機器人專利申請量一直排在世界前三名，LG 電子集團致力于汽車領域的機器人應用研發。（3）美國 iRobot 公司致力于

125、人工智能機器人研制，產品廣泛應用于軍工、宇航局、核電、家用等領域，與波音、INTOUCH、思科、因特爾等公司有著長期合作關系。（4）德國庫卡機器人有限公司是世界領先的工業機器人制造商之一。其六軸機器人，耐高溫、防塵及防水機器人應用于食品和制藥行業的機器人，凈化室機器人，堆垛機器人，焊接機器人，沖壓連線機器人，架裝式機器人和高精度機器人等幾乎應用于所有工業作業領域。早在 1971 年便為奔馳公司建造了歐洲第一條機器人焊接流水線，1973 年研制出世界上首臺擁有六個機電驅動軸的工業機器人 FAMULUS，2007 年研制出世界力量最大的 6 軸工業機器人，2013 年推出世界首臺輕型機器人 LBR

126、 iiwa。目前美的集團擁有庫卡機器人有限公司 13.5股份。庫卡在和美的合作開發物流解決方案。雙方在位于順德的機器人園區建立新的生產基地，在 2019 年底實現六條產線投產。2019 年，庫卡新成立了中國事業部，涵蓋機器人本體、柔性系統、一般工業自動化、智能物流自動化以及智能醫療自動化等業務。2.1.3.4 中國機器人制造商專利數據分析自 20 世紀 70 年代我國開始進行機器人理論研究以來，經過近 40 年發展，我國已是全球最大的機器人生產國。企業與高校、國外機器人公司合作，進行多種類型機器人研發，部分研究成果達到國際領先水平。我國專利申請量最大的企業包括：國家電網公司、安川電機株式會社、

127、山東魯能智能技術有限公司、哈爾濱工業大學、上海交通大學、哈爾濱工程大學、發那科株式會社、清華大學、廣第二章機器人行業市場競爭狀況及技術現狀分析43西大學和上海大學。（1）專利申請量不斷增加。我國機器人專利申請量從 2006 年的 676 件增加到 202064（數據截至 2020 年 12 月）。根據統計數據分析，我國機器人研發主要集中在廣東，廣東的機器人專利申請量逐年增加，至 2020 年 12 月專利申請量已達 41565 件，江蘇、浙江和北京是主要的專利申請地區，占全國機器人專利申請量的 32.12。（2）專利申請集中度不高。哈爾濱在 2020 年申請了 572 件機器人專利，但專利申請

128、集中度近 0.8，主要以哈爾濱工業大學和哈爾濱工程大學為主體進行專利申請。除哈爾濱外，我國大部分省市機器人專利申請集中度約為 0.3，個人申請比較多，沒有形成集團優勢，離散度很大，優勢企業群體在技術創新優勢表現不足。（3）發明專利占比較低。對比各省的專利類型，哈爾濱、北京、江蘇和上海有近半數是發明專利，創新實力較強，廣東、深圳、浙江以實用新型和外觀設計為主，創新實力有待提高，機器人產業的創新空間較大。（4）各省機器人制造企業都注重機械手研發?？v觀近十年來我國機器人專利申請數據，機械手相關專利申請量就達 13210 件，占機器人專利申請量的6.43，發那科株式會社通過與中國企業合資組建新企業進行

129、研究，在中國申請機械手專利 91 件。（5）國家電網公司十分注重合作研發。國家電網公司與全國各地機構開展機器人研制工作，近十年來共申請機器人專利 1499 件，是機器人專利申請量最大的企業。與北京、濟南、重慶等地機構合作研制了多個機器人專利，其中，專利權屬北京的就有 727 件，江蘇省 138 件，安徽省 95 件。（6）除機械手的研究外，控制技術（方法）、金屬加工和測試方法是目前機器人研發主流方向。其中山東魯能智能技術有限公司注重控制技術（方法）研究，國家電網的研究方向是測試方法和發電機器人，哈爾濱工業大學集中于汽車生產機械方向研究。第二章機器人行業市場競爭狀況及技術現狀分析442.2 機器

130、人技術現狀分析機器人技術現狀分析作為世界上最大的發展中國家，我國近年來在智能化、信息化領域取得了舉世矚目的進步，2020 年 1-12 月，全國工業機器人完成產量 237068 臺；全國規模以上工業機器人制造企業營業收入 531.7 億元，實現利潤總額 17.7 億元，可以說，工業機器人在我國迎來了一個前所未有的高峰階段。歸其原因，主要是得益于我國近年來產業升級及社會經濟轉型的實際需求，以及政府大力支持的政策傾斜。近年來，我國對于制造業的產業升級尤為關注，我國也在經歷著由制造業大國向制造業強國轉型的重要時期。同時期的世界其他國家，尤其是老牌發達國家，也正處在以“再工業化”為綱要的制造業升級的進

131、程中。當前的工業 4.0 時代，制造業產業能力的強弱以不再取決于中低端人力資源的技術能力，而更多地在于是否能有效完成智能技術與傳統產業的融合。在我國，部分大型企業已經出現了以機器人大量甚至全面取代基本的人工勞動的情況。從政策環境來看，有關于工業機器人發展的政策紅利也頗多，這一定程度上是因為近年來我國人力成本的不斷上升，對過于依賴低價勞動力的傳統制造業造成了成本飛升的威脅，可以說，工業機器人的引入已成為時代大勢。但是由于機器人產業本身的高技術性，要想最大程度地解決成本問題，同時不斷實現自身的更新換代，就必須形成良好的集群效應以及完整的產業鏈條，但是從當前我國該產業的發展來看，規?；l展的路途仍任

132、重道遠。隨著科學技術的不斷進步，機器人的技術發展也日新月異，甚至在某種程度上可以說已經代表了當今信息技術、自動化技術、系統集成等技術的最新發展。而隨著需求的不斷增加，機器人的類型也越來越豐富。不同類型的機器人其機械、電氣和控制結構千差萬別，但通常由三部分、六個子系統組成。這三部分是機械部分、傳感部分、控制部分；六個子系統是驅動系統、機械系統、感知系統、人機交互系統、機器人-環境交互系統、控制系統等。2.2.1機械系統2.2.1.1 機器人執行機構機械系統中最重要的組成部分為執行機構，即機器人本體。它包括手部（夾第二章機器人行業市場競爭狀況及技術現狀分析45持器或末端執行器）、腕部、臂部、腰部和

133、基（機）座（圖 2-1），它與人身結構基本上相對應，其中基座相對于人的下肢。機器人的本體作為機器人操作機的主要組成部分，其結構的優化設計技術是未來機器人技術研究的重點之一，包括探索新的高強度輕質材料，進一步提高負載自重比，同時機構向著模塊化、可重構方向發展。目前，通過有限元分析、模態分析及仿真設計等現代設計方法的運用，機器人操作機已實現了優化設計。以德國KUKA公司為代表的機器人公司，已將機器人并聯平行四邊形結構改為開鏈結構，拓展了機器人的工作范圍，加之輕質鋁合金材料的應用，大大提高了機器人的性能。此外，由于采用了先進的RV減速器及交流伺服電機，使機器人操作機幾乎成為免維護系統。同時，通過采用

134、并聯機構，利用機器人技術，實現高精度測量及加工，這是機器人技術向數控技術的拓展，為將來實現機器人的數控技術一體化奠定了基礎。意大利 COMAU 公司、日本 FANUC 等公司已開發出了此類產品。圖 2-1 機器人的機械部分組成2.2.1.2 機器人的關節為了保證機器人各部位的可動性，各執行機構之間通過各種關節（相當于機構中的“運動副”），如滑動關節、回轉關節、圓柱關節和球關節等進行連接，從而要求它做出各種運動。關節個數通常即為機器人的自由度數。機器人的動作是由各種桿件和關節組合而產生的，因此關節對機器人的動第二章機器人行業市場競爭狀況及技術現狀分析46作具有關鍵的作用。隨著伺服驅動、控制和傳感

135、技術等機電技術的不斷發展，機器人關節呈現出新的特征和趨勢。（1）關節機構的系列化、模塊化、標準化日、德、美的模塊化直角坐標機器人可以根據構形、自由度、行程、負荷、速度和精度等組合出成千上萬種型號，這樣可以縮短設計周期，降低成本，促進機器人的發展。（2）關節機構小型化由于驅動電機占用關節空間，又成為負載，大力矩、小體積、重量輕的直接驅動電機的發展促進了關節的小型化發展。（3）高速度、高精度和高靈敏度轉動慣量小、機電時間常數低、定位精度高的微特電機的發展，適應了機器人定位精度高、快速響應的要求。（4）機電一體化機構、控制電路、驅動電機、傳感器組成一體的伺服系統，可以達到最佳的耦合和匹配，從而更好地

136、滿足了機器人高精度、小體積、輕量化的要求。一些其他傳動機構也會應用于機器人關節，如活齒傳動機構、逆螺旋傳動機構等。隨著新型驅動器的發展，如人工肌肉、SMA、壓電陶瓷驅動等，一些微機電系統的關節機構也不斷出現。2.2.1.3 機器人本體材料的選擇隨著機器人技術水平的不斷提高，對于及其本體材料的要求也隨之提高，但是一些基本要求是必須達到的：強度高、彈性模量大、重量輕、阻尼大、材料經濟性。正確選用結構件材料不僅可降低機器人的成本價格，更重要的是可適應機器人的高速化、高載荷化及高精度化，滿足其靜力學及動力學特性要求。一般我們常用的機器人材料有：碳素結構鋼和合金結構鋼；鋁、鋁合金及其他輕合金材料；纖維增

137、強合金；陶瓷；纖維增強復合材料；粘彈性大阻尼材料等。碳素結構鋼和合金結構鋼由于材料強度好，是應用最廣泛的機器人本體材料。特別是合金結構鋼，其強度增大了 45 倍，彈性模量 E 大，抗變形能力強。第二章機器人行業市場競爭狀況及技術現狀分析47目前已經開發出的多種類型機器人機構，運動自由度從3自由度到7或8自由度不等，其結構有串聯、并聯及垂直關節和平面關節多種。目前研究重點是機器人新的結構、功能及可實現性，其目的是使機器功能更強、柔性更大、滿足不同目的的需求。同時，研究機器人一些新的設計方法，探索新的高強度輕質材料，進一步提高負載自重比，使機器人機構向著模塊化、可重構方向發展。2.2.2驅動系統2

138、.2.2.1 驅動電機機器人對于驅動電機，特別是關節的驅動電機要求相對較高，包括：電動機從獲得指令信號到完成指令所要求的工作狀態的時間應短；在驅動負載的情況下，要求機器人的伺服電動機的起動轉矩大，轉動慣量??；隨著控制信號的變化，電動機的轉速能連續變化，有時還需轉速與控制信號成正比或近似成正比；能使用于 1：100010000 的調速范圍；體積小、質量小、軸向尺寸短；能經受得起苛刻的運行條件，可進行十分頻繁的正反向和加減速運行，并能在短時間內承受過載。目前，由于高起動轉矩、大轉矩、低慣量的交、直流伺服電動機在工業機器人中得到廣泛應用，一般負載 1000N（相當 100kgf）以下的工業機器人大多

139、采用電伺服驅動系統。所采用的關節驅動電動機主要是 AC 伺服電動機、步進電動機和 DC 伺服電動機。其中，交流伺服電動機、直流伺服電動機、直接驅動電動機（DD）均采用位置閉環控制，一般應用于高精度、高速度的機器人驅動系統中。步進電動機驅動系統多適用于對精度、速度要求不高的小型簡易機器人開環系統中。交流伺服電動機由于采用電子換向，無換向火花，在易燃易爆環境中得到了廣泛的使用。機器人關節驅動電動機的功率范圍一般為 0.110kW。此外，機器人驅動系統要求傳動系統間隙小、剛度大、輸出扭矩高以及減速比大。2.2.2.2 驅動器機器人的驅動系統往往都是和傳動系統緊密聯系的，它是將能源傳送到執行第二章機器

140、人行業市場競爭狀況及技術現狀分析48機構的裝置，而驅動器是驅動-傳動系統中最為重要的部件之一。目前機器人驅動器種類主要有以下四類：1直流伺服電動機驅動器直流伺服電動機驅動器多采用脈寬調制（PWM）伺服驅動器，通過改變脈沖寬度來改變加在電動機電樞兩端的平均電壓，從而改變電動機的轉速。PWM 伺服驅動器具有調速范圍寬、低速特性好、響應快、效率高、過載能力強等特點，在工業機器人中常作為直流伺服電動機驅動器。2同步式交流伺服電動機驅動器與直流伺服電動機驅動系統相比，同步式交流伺服電動機驅動器具有轉矩轉動慣量比高、無電刷及換向火花等優點，在工業機器人中得到廣泛應用。同步式交流伺服電動機驅動器通常采用電流

141、型脈寬調制（PWM）相逆變器和具有電流環為內環、速度環為外環的多閉環控制系統，以實現對三相永磁同步伺服電動機的電流控制。根據其工作原理、驅動電流波形和控制方式的不同，它又可分為兩種伺服系統：（1）矩形波電流驅動的永磁交流伺服系統；（2）正弦波電流驅動的永磁交流伺服系統。采用矩形波電流驅動的永磁交流伺服電動機稱為無刷直流伺服電動機，采用正弦波電流驅動的永磁交流伺服電動機稱為無刷交流伺服電動機。3步進電動機驅動器步進電動機是將電脈沖信號變換為相應的角位移或直線位移的元件，它的角位移和線位移量與脈沖數成正比，轉速或線速度與脈沖頻率成正比。在負載能力的范圍內，這些關系不因電源電壓、負載大小、環境條件的

142、波動而變化，誤差不長期積累，步進電動機驅動系統可以在較寬的范圍內，通過改變脈沖頻率來調速，實現快速起動、正反轉制動。作為一種開環數字控制系統，在小型機器人中得到較廣泛的應用。但由于其存在過載能力差、調速范圍相對較小、低速運動有脈動、不平衡等缺點，一般只應用于小型或簡易型機器人中。步進電動機所用的驅動器，主要包括脈沖發生器、環形分配器和功率放大等幾大部分。4直接驅動所謂直接驅動（DD）系統，就是電動機與其所驅動的負載直接耦合在一起，第二章機器人行業市場競爭狀況及技術現狀分析49中間不存在任何減速機構。同傳統的電動機伺服驅動相比，DD 驅動減少了減速機構，從而減少了系統傳動過程中減速機構所產生的間

143、隙和松動，極大地提高了機器人的精度，同時也減少了由于減速機構的摩擦及傳送轉矩脈動所造成的機器人控制精度降低。而DD 驅動由于具有上述優點，所以機械剛性好，可以高速高精度動作，且具有部件少、結構簡單、容易維修、可靠性高等特點，在高精度、高速工業機器人應用中越來越引起人們的重視。作為DD驅動技術的關鍵環節是DD電動機及其驅動器。它應具有以下特性：（1）輸出轉矩大：為傳統驅動方式中伺服電動機輸出轉矩的 50100 倍。（2）轉矩脈動?。篋D 電動機的轉矩脈動可抑制在輸出轉矩的 510以內。（3）效率：與采用合理阻抗匹配的電動機（傳統驅動方式下）相比，DD 電動機是在功率轉換較差的使用條件下工作的。因

144、此，負載越大，越傾向于選用較大的電動機。目前，DD 電動機主要分為變磁阻型和變磁阻混合型，有以下兩種結構型式：（1）雙定子結構變磁阻型 DD 電動機；（2）中央定子型結構的變磁阻混合型 DD 電動機。這種采用電子線路的直接驅動方式已日益引起機器人制造商的興趣。直接驅動雖有不少優點，但在負荷感度、電機效率、控制系統衰減特性和穩定性以及操作裝置力矩重量比等方面略有不足，今后尚待改進。隨著機器人技術的發展，出現了利用新工作原理制造的新型驅動器，如磁致伸縮驅動器、壓電驅動器、靜電驅動器、形狀記憶合金驅動器、超聲波驅動器、人工肌肉、光驅動器等。2.2.2.3 減速機構機器人減速機構是機器人的核心部件之一

145、，由于機器人驅動系統要求傳動系統間隙小、剛度大、輸出轉矩高以及減速比大，這就對減速機構有了較高的要求。常用的減速機構主要有：RV減速機構、諧波減速機構、擺線針輪減速機構、行星齒輪減速機構、無側隙減速機構、蝸輪減速機構、滾珠絲杠機構、金屬帶/齒第二章機器人行業市場競爭狀況及技術現狀分析50形減速機構、球減速機構。2.2.3控制系統機器人的控制系統是由控制計算機及相應的控制軟件和伺服控制器組成的，它是機器人的大腦，是決定機器人功能和性能的主要因素。工業機器人控制技術的主要任務就是控制工業機器人在工作空間中的運動位置、姿態和軌跡、操作順序及動作的時間等。具有編程簡單、軟件菜單操作、友好的人機交互界面

146、、在線操作提示和使用方便等特點。關鍵技術包括：(1)開放性模塊化的控制系統體系結構：采用分布式 CPU 計算機結構，分為機器人控制器(RC)，運動控制器(MC)，光電隔離 I/O 控制板、傳感器處理板和編程示教盒等。機器人控制器(RC)和編程示教盒通過串口/CAN 總線進行通訊。機器人控制器(RC)的主計算機完成機器人的運動規劃、插補和位置伺服以及主控邏輯、數字 I/O、傳感器處理等功能，而編程示教盒完成信息的顯示和按鍵的輸入。(2)模塊化層次化的控制器軟件系統：軟件系統建立在基于開源的實時多任務操作系統 Linux 上，采用分層和模塊化結構設計，以實現軟件系統的開放性。整個控制器軟件系統分為

147、三個層次：硬件驅動層、核心層和應用層。三個層次分別面對不同的功能需求，對應不同層次的開發，系統中各個層次內部由若干個功能相對對立的模塊組成，這些功能模塊相互協作共同實現該層次所提供的功能。(3)機器人的故障診斷與安全維護技術：通過各種信息，對機器人故障進行診斷，并進行相應維護，是保證機器人安全性的關鍵技術。(4)網絡化機器人控制器技術：目前機器人的應用工程由單臺機器人工作站向機器人生產線發展，機器人控制器的聯網技術變得越來越重要?？刂破魃暇哂写?、現場總線及以太網的聯網功能?？捎糜跈C器人控制器之間和機器人控制器同上位機的通訊，便于對機器人生產線進行監控、診斷和管理。隨著控制系統的性能進一步提高

148、，現在的工業機器人已由過去控制標準的 6軸機器人發展到現在能夠控制 21 軸甚至 27 軸，并且實現了軟件伺服和全數字控制。人機界面更加友好，基于圖形操作的界面也已問世。而編程方式仍以示教編程為主，但在某些領域的離線編程已實現實用化。第二章機器人行業市場競爭狀況及技術現狀分析512.2.3.1 機器人控制方式工業機器人控制方式的選擇沒有統一的標準，是由工業機器人所執行的任務決定的，對不同類型的機器人應該選擇不同的控制方法，如圖 2-2 所示。工業機器人控制方式按坐標控制分按控制系統對環境變化的適應度來分按運動控制方式分按同時控制機器人數目分關節空間運動控制直角坐標空間運動控制單控系統程序控制系

149、統適應性控制系統人工智控制系統群控系統位置控制智能控制力或力矩控制速度控制圖 2-2 工業機器人按控制方式分類智能控制是目前最新和最先進的機器人控制方式。它是通過傳感器獲得周圍環境的知識，并根據自身內部的知識庫做出相應的決策。采用智能控制技術，使機器人具有較強的環境適應性及自學習能力。智能控制技術的發展有賴于近年來的人工網絡、基因算法、專家系統等人工智能的迅速發展。隨著機器人應用領域的不斷擴大，一些場合對機器人提出來更高的要求。近年來用于機器人的高級控制技術主要有：滑模和自適應控制技術、學習控制技術、模糊控制技術、神經網絡控制技術。第二章機器人行業市場競爭狀況及技術現狀分析522.2.3.2

150、機器人運動控制器機器人運動控制器是機器人控制系統的核心，承擔著機器人運動規劃、模型解算、生成對伺服系統的控制指令、示教器指令編譯以及與外圍輔助設備的通信和信號交互等一系列任務。隨著計算機技術的發展，微處理器的速度越來越快、價格越來越低，采用基于工業PC構架的機器人控制器成為流行和發展趨勢。這種機器人控制器架構有如下優點：1）可以用軟件來實現以前只能用硬件才能實現的功能，不僅節省成本，而且提高集成度，增加系統的可靠性；2）系統的開放性好，方便用戶集成自主開發的功能軟件；3）可以采用通用的高級計算機語言編制軟件，方便靈活；4）能夠方便實現各種復雜的高級伺服控制算法；5）可以通過以太網實現對復雜生產

151、線系統的實時控制和監控，如故障整斷、遠程控制等。目前，國外機器人運動控制器采用高性能雙核處理器、高速以太網技術和基于模型的高級控制算法及軟件等，功能越來越強大，性能越來越高，且成本越來越低。而國內部分企業，如埃斯頓，在掌握機器人運動控制和伺服驅動系統關鍵技術的基礎上，采用功能強大的工業PC，將伺服驅動及運動控制軟件一體化，開發出基于高性能雙核處理器、高速以太網技術和基于模型的高級控制算法的機器人控制器樣機，應用測試效果良好。2.2.3.3 機器人示教器機器人示教器是用于機器人操作編程的工具，其功能和使用的便捷性對機器人產品非常重要。當前，國外新型機器人示教器正朝著操作圖示化、功能多樣化方向發展

152、，讓用戶容易掌握、操作簡單；同時，示教器集示教、仿真、調試和動態顯示的功能為一體，適應復雜工況下機器人人機交互的應用需要。第二章機器人行業市場競爭狀況及技術現狀分析532.2.4 機器人傳感器技術2.2.4.1 機器人常用傳感器的分類傳感器（transducer/sensor）通常是指能夠感受規定的被測量按照一定的規律轉換成可用輸出信號的器件或裝置，通常由敏感元件和轉換元件組成。機器人傳感器技術是機器人智能化的重要體現。根據傳感器在機器人上應用的目的和使用范圍不同，可分為內部傳感器和外部傳感器。常用的類型可見表 2-1內部傳感器用于檢測機器人自身狀態（如手臂間角度、機器人運動工程中的位置、速度

153、和加速度等）；外部傳感器用于檢測機器人所處的外部環境和對象狀況等，如抓取對象的形狀、空間位置、有沒有障礙、物體是否滑落等。表 2-1 機器人用內、外傳感器分類傳感器傳感器檢測內容檢測內容檢測器件檢測器件應用應用位置位置、角度電位器、直線感應同步器角度式電位器、光電編碼器位置移動檢測角度變化檢測速度速度測速發電機、增量式碼盤速度檢測加速度加速度壓電式加速度傳感器壓阻式加速度傳感器加速度檢測觸覺接觸把握力荷重分布壓力多元力力矩滑動限制開關應變計、半導體感壓元件彈簧變位測量器導電橡膠、感壓高分子材料應變計、半導體感壓元件壓阻元件、馬達電流計光學旋轉檢測器、光纖動作順序控制把握力控制張力控制、指壓控制

154、姿勢、形狀判別裝配力控制協調控制滑動判定、力控制接近覺接近間隔傾斜光電開關、LED、紅外、激光光電晶體管、光電二極管電磁線圈、超聲波傳感器動作順序控制障礙物躲避軌跡移動控制、探索視覺平面位置距離形狀缺陷攝像機、位置傳感器測距儀線圖像傳感器畫圖像傳感器位置決定、控制移動控制物體識別、判別檢查，異常檢測聽覺聲音超聲波麥克風超聲波傳感器語言控制（人機接口）導航嗅覺氣體成分氣體傳感器、射線傳感器化學成分探測味覺味道離子敏感器、PH 計化學成分探測速度傳感器多采用測速發電機和旋轉變壓器，位置傳感器多用光電碼盤和旋第二章機器人行業市場競爭狀況及技術現狀分析54轉變壓器。近年來，國外機器人制造廠家已經在使用

155、一種集光電碼盤及旋轉變壓器功能為一體的混合式光電位置傳感器，伺服電動機可與位置及速度檢測器、制動器、減速機構組成伺服電動機驅動單元。此外，隨著激光傳感器、視覺傳感器和力傳感器在機器人系統中已得到成功應用，并實現了焊縫自動跟蹤和自動化生產線上物體的自動定位以及精密裝配作業等，大大提高了機器人的作業性能和對環境的適應性。日本 KAWASAKI、YASKAWA、FANUC 和瑞典 ABB、德國 KUKA、REIS 等公司皆推出了此類產品。2.2.4.2 多傳感器融合技術系統中使用的傳感器種類和數量越來越多，每種傳感器都有一定的使用條件和感知范圍，并且又能給出環境或對象的部分或整個側面的信息。為了有效

156、地利用這些傳感器信息，需要采用某種形式對傳感器信息進行綜合、融合處理，不同類型信息的多種形式的處理系統就是傳感器融合。傳感器融合技術涉及神經網絡、知識工程、模糊理論、檢測和控制領域的新理論和新方法。傳感器的融合類型有多種，如競爭性的、互補性的等等。目前，要使多傳感器信息融合體系化尚有困難，而且缺乏理論依據。多傳感器融合的理想目標是人類的感覺、識別、控制體系，但由于對后者尚無一個明確的工程學的闡述，所以機器人傳感器融合體系要具備什么樣的功能尚是一個模糊的概念。相信隨著機器人智能水平的提高，多傳感器融合理論和技術將會逐步完善和系統化。2.2.5 機器人的應用研制機器人的最初目的是為了幫助人們擺脫繁

157、重勞動或簡單的重復勞動，以及替代人到有輻射等危險環境中進行作業，因此機器人最早在汽車制造業和核工業領域得以應用。隨著機器人技術的不斷發展，工業領域的焊接、噴漆、搬運、裝配、鑄造等場合，己經開始大量使用機器人。另外在軍事、海洋探測、航天、醫療、農業、林業甚到服務娛樂行業，也都開始使用機器人。第二章機器人行業市場競爭狀況及技術現狀分析55中國工業機器人經過“七五”攻關計劃、“九五”攻關計劃和863計劃和“十三五”智能制造發展規劃的支持已經取得了較大進展，工業機器人市場也已經成熟，應用上已經遍及各行各業，但進口機器人占了絕大多數。我國在某些關鍵技術上有所突破，但還缺乏整體核心技術的突破，具有中國知識

158、產權的工業機器人則很少。目前我國機器人技術相當于國外發達國家20世紀80年代初的水平，特別是在制造工藝與裝備方面，不能生產高精密、高速與高效的關鍵部件。我國目前取得較大進展的機器人技術有:數控機床關鍵技術與裝備、隧道掘進機器人相關技術、工程機械智能化機器人相關技術、裝配自動化機器人相關技術?，F已開發出金屬焊接、噴涂、澆鑄裝配、搬運、包裝、激光加工、檢驗、真空、自動導引車等工業機器人產品，主要應用于汽車、摩托車、工程機械、家電等行業。我國機器人技術主題發展的戰略目標是：根據21世紀初我國國民經濟對先進制造及自動化技術的需求，瞄準國際前沿高技術發展方向創新性地研究和開發工業機器人技術領域的基礎技術

159、、產品技術和系統技術。未來工業機器人技術發展的重點有：第一，危險、惡劣環境作業機器人，主要有防暴、高壓帶電清掃、星球檢測、油汽管道等機器人；第二，醫用機器人，主要有腦外科手術輔助機器人、遙控操作輔助正骨等；第三，仿生機器人，主要有移動機器人、網絡遙控操作機器人等。其發展趨勢是智能化、低成本、高可靠性和易于集成。隨著我國出臺機器人產業發展規劃（2016-2020）、中國制造 2025、“十四五”智能制造發展規劃等相關的文件和政策，可以預見，機器人技術的研究和發展進度將大為提升。2021 年 4 月 14 日，工業和信息化部發布了“十四五”智能制發展規劃（征求意見稿），明確提出了我國“十四五”智能

160、制造發展路徑、具體目標、重點任務，對新時期我國推進數字化轉型和智能化升級、促進制造業高質量發展，具有重要意義。圍繞智能制造產業發展，政府工作報告中明確提出“保持制造業比重基本穩定，改造提升傳統產業?！蓖瑫r，“十四五”規劃綱要也提出，要構建“工業互聯網+智能制造”產業生態?！笆濉逼陂g，我國就高度重視數字化和自動化技術的國產替代，進入“十四五”發展期，關于“國產替代”的話題也將繼續，尤其是在去年嚴肅的國際大環境下。第二章機器人行業市場競爭狀況及技術現狀分析56據了解，從技術上來講，新安裝的機器人中，有 71%的零部件皆來源于國外，國產化率不足 30%。其中，在上游最重要的三大零部件減速器、伺服

161、電機和控制器中，國產化率分別約為 30%、22%、35%，相對較低，在產品精度、穩定性等方面依舊存在很大成長空間。與此同時，依據高工機器人產業研究院(GGII)所統計的數據，在 2020 年，國產工業機器人在國內的市場份額僅為 39%左右，未達到“中國制造 2025”提出的目標2020 年，國產機器人在中國市場占有率達到 50%，2025 年達到70%。2.2.5.1 工業機器人本世紀以來國內的老齡化速度不斷加快，勞動力成本不斷提升，制造業無法繼續依賴人口紅利，這種局面下周邊國家的制造業不斷發展，包括越南以及印度等國制造業的迅速發展，讓國內工業人力成本不再具備明顯的優勢，這種局面下國內工業需要

162、實現快速的轉型，保持制造業的發展優勢地位，如今來看制造業的實際發展面臨諸多的機遇和挑戰，工業機器人在制造業升級轉型中是重要的力量，加強對工業機器人的研發以及應用，是國內制造業的主要發展方向。1、工業機器人的關鍵技術發展趨勢（1）新材料技術。工業機器人的諸多部件需要具備極強的耐磨性，高剛性也是工業機器人材質要具備的特點，這樣工業機器人的操作才會保持足夠的精度和質量，工業機器人的制造材料要面臨著極高的要求，尤其是材料化學元、金相組織等方面的控制。新材料技術在工業機器人的實際發展中是重要的技術發展方向。也是提升工業機器人整體生產水平的一種途徑。（2）人工智能技術。智能化以及擬人化作業也是現階段工業機

163、器人的主要發展方向，讓工業機器人滿足生產流水線的實際生產需要。如今來看人工智能是先進科技的代表，開發和拓展人的智能，是一種非常重要的技術領域。如今來看人工智能在諸多的領域得到了應用。但是整體上科學家還是沒有對人腦運行的具體機制全面掌握，所以人工智能在不斷完善以及更新中，在工業機器人中也是可以逐漸實現更高水平的應用，如今還無法設計出具備人一樣高智能的產品以及工業機器人。第二章機器人行業市場競爭狀況及技術現狀分析57（3）新型伺服器技術。伺服器是制造工業機器人的重要技術，可以結合變化的對象物體，對工業機器人進行精準的控制，進行下一步驟的動作，伺服器的性能高低對工業機器人的整體質量是有決定性作用的。

164、（4）新型減速器技術。工業機器人的精度以及速度是一直以來重要的發展方面，也是對工業機器人整體性能進行評價的主要指標。工業機器人的高響應速度、高精度以及高穩定性是主要的技術發展方向，如今減速器已經無法滿足工業機器人的實際發展。對新減速度技術展開研發以及應用是一種趨勢。2、工業機器人的應用現狀分析（1）焊接工業機器人。在工業焊接生產中，會造成一些有毒煙氣以及輻射，這些是對人體有一定危害的，所以大型工廠逐漸用焊接工業機器人來取代人工的焊接模式。主要的原理就是在焊接工業機器人的法蘭安裝好焊槍或者焊鉗，讓工業機器人具備焊接的能力，這種工業機器人主要是在機電設備零件或者整機電焊會進行使用，優點就是焊接的質

165、量更加穩定，保證了焊接的均一性，讓焊接的生產率有所提升。另外是這種工業機器人可以實現二十四小時的連續焊接操作，讓工人的勞動得到了改善，避免了工人在有害的環境下進行長期作業，減低了人工操作的技術要求。（2）裝配工業機器人。這種工業機器人是最常見的一種，在現代化工廠中最常用的生產模式就是流水線作業，對速度以及精度有著極高的要求。以往在流水線作業中是使用人工操作，在工作質量以及效率上逐漸滿足不了實際的生產需求，這種局面下可以使用裝配工業機器人，用來進行流水線作業的產品組裝，并且一次投資后可以進行多年的使用，讓人力成本得到有效的節約，也讓生產效率實現全面的提升。（3）搬運機器人。以往在工業生產中搬運工

166、作也是依賴人工，或者是借助叉車以及吊機進行搬運。搬運工業機器人是一種重負荷機器人，搬運的速度快，并且也可以保持二十四小時的連續作業。搬運是如今工業自動化中一個比較重要的發展方向，工業機器人在搬運作業中的作用是很大的，在負載方面也有不錯的性能，可以成為促進搬運速度提升的重要手段。（4）材料加工工業機器人。這種工業機器人有著諸多的功能，比如切割、拋光等，同時這種工業機器人適合對諸多的材料進行加工，比如銅鐵等金屬材料、木材以及玻璃鋼等。工業加工是非常復雜的過程，材料加工涉及到的工作步驟是第二章機器人行業市場競爭狀況及技術現狀分析58多樣化的，工業機器人在其中可以提升加工的準確性以及整體效率，有效減少

167、了在材料加工的人工操作中諸多質量問題，也讓工業機器人的類型非常廣泛，在工業生產中的應用逐漸普及。（5）噴涂工業機器人。噴涂工業機器人可以進行全方位的噴涂，或者是噴涂機器人?？梢灾谱髌髽I提供完整的自動化噴涂結合方案，這種工業機器人的優勢是領會性比較強，借助工業機器人的視覺減少錯誤，并且高速性能非常好，系統的運行時間超長。因此噴涂工業機器人在如今工業領域是使用比較廣泛的，噴涂作業本就是工業生產中必不可少的一部分，工業機器人來執行噴涂作業，可以讓噴涂的質量得到一定程度上的提升，并且工業機器人的噴涂方式更加精準和細致?？傊?，工業機器人是如今工業自動化的一種生產趨勢，自動化手段會逐漸取代人工操作，而工業

168、機器人是其中的代表性技術，如今隨著人工智能以及信息技術的不斷更新，工業機器人還會得到進一步的發展，工業機器人作業的過程會更加科學和高效。2.2.5.2 服務機器人根據國際機器人聯合會（IFR）的定義，服務機器人是一種半自主或全自主工作的機器人，它能幫助人類完成除生產制造加工過程以外的設備。服務機器人還包括專業服務機器人（Professional Service Robot）和家用服務機器人（DomesticUse Robot）。其中專業服務機器人是指在特殊環境下作業的機器人，如核電站事故檢查與處理機器人、極地科考機器人、反恐防暴機器人、軍用機器人、救援機器人等；家用服務機器人是指服務于人的機器

169、人，如助老助殘機器人、康復機器人、清潔機器人、護理機器人、醫療機器人、教育娛樂機器人等。與工業機器人相比，服務機器人技術主要應用于非結構化環境，結構比較復雜，能夠根據自身的傳感器通信，獲得外部環境的信息，從而進行決策，完成相應的作業任務。服務機器人技術在本質上與所有其它類型的機器人是相似的，其主要技術包括:（1）環境感知傳感器和信號處理方法第二章機器人行業市場競爭狀況及技術現狀分析59多傳感器信息融合技術的基本原理就像人腦綜合處理信息的過程一樣，它充分地利用多個傳感資源，通過對各種傳感器及其觀測信息的合理支配與使用，將各種傳感器在空間和時間上的互補與冗余信息依據某種優化準則組合起來，產生對觀測

170、環境的一致性解釋和描述，多傳感器信息融合技術按照數據的抽象層次分類可分為數據層融合、特征層融合和決策層融合三種。（2）智能控制智能控制主要包括模糊控制、神經網絡、進化計算等，且逐漸成為成熟的控制思想。模糊控制源于模糊數學，或稱弗晰數學，是研究如何表現和處理模糊性現象的一個數學分支，模糊控制是以模糊集合論、模糊語言變量及模糊邏輯推理為基礎的一種計算機數字控制。人工神經網絡控制，從生物學的觀點來看，神經網絡的功能為信息處理和推理、聯想和思維等高級的思想活動，而人工神經網絡控制是利用工程技術手段模擬人腦神經網絡的結構和功能的一種技術系統，它是一種大規模并行的非線性動力學系統。（3）導航與定位在服務機

171、器人系統中，自主導航是一項核心技術，是機器人研究領域的重點和難點問題。把人工神經網絡控制和多傳感器融合技術相結合用于服務機器人的導航定位系統，如圖 2-3 所示。圖 2-3 服務機器人導航定位系統我國在上個世紀 70 年代開始進行機器人相關研究，在 90 年代開始進行服務機器人的應用，這其中成果比較豐碩的是中國科學院沈陽自動化所。中科院基于自有的研究成果和市場研判在 2000 年成立了專門進行機器人研究與制造的沈陽新松機器人自動化有限公司，進行機器人的研發、生產和商業化的工作。第二章機器人行業市場競爭狀況及技術現狀分析602007 年，哈爾濱工業大學研制成功服務機器人“青春”，這種機器人可以實

172、現一定環境下的自主行走、躲避障礙、進行簡單的人機會話。2011 年，浙江大學研發仿人形機器人“悟”和“空”，這兩個機器人可以進行連續的乒乓球對打，全身 30 多個電機各司其職，運動靈活。在 2016 年的中央電視臺春節聯歡晚會上，一款國產娛樂服務機器人“Alpha2”進行了節目表演，該機器人體積小巧，控制精準，可以進行諸如舞蹈表演、歌唱表演等不同的娛樂功能。2017 年 8 月，在天津舉行的第 13 屆全運會上，第一次使用了深圳康力公司生產的人工智能機器人“優藍”與吉祥物“津娃”共同暢游海河，攜手點燃全運圣火。2020 年，青島機器人城市公園對場地和機器人進行了全面升級，擴大項目場地，新增四足

173、仿生狗和它的春晚牛套裝，讓游客可以近距離接觸牛氣沖天的“牛犇犇”。場館內云集各類智能機器人，有智能接待機器人、會寫書法的機器人、仿生機器人、會打高爾夫的機器人，還有大疆 S1 機甲大師以及各種互動娛樂機器人，匯聚了 20 余種機器人。由于我國廣闊的服務機器人市場，使得眾多的民族企業與外國企業展開了激烈競爭。國內比較有代表性的企業有新松機器人、廣數、埃斯頓等企業，與國外同行相比，這些企業的產品在一些方面還有差距，但發展前景非常好。國內企業對于服務機器人的應用也較為全面，包括醫用導醫智能服務機器人、家庭用智能服務機器人等系列。近年來，雖然我國的智能服務機器人的研發與應用已經取得了一些成果，但是與美

174、國、日本等國相比還存在比較大的差距。尤其是在一些具體的實際應用場景下，項目的實施還停留在機械的整合相關技術，人機交互的友好性還有很大的欠缺，自動化程度還停留在一個比較低的水平，人工智能技術的應用也還在一個較低的程度。雖然在一些技術上還有欠缺，本質上并沒有形成國外的實質性技術壟斷，國內企業和研究機構完全可以利用我國較為完整的相關產業鏈實現對國外同行的超越，在市場應用上占據更大的市場份額。1、服務機器人的發展方向在市場需求增長、人們消費水平提升的雙重因素驅動下，服務機器人增速和產業規模都在迅猛擴大，有望超過工業機器人產業規模，成為拉動機器人行業增長的新動力。并且未來服務機器人行業發展呈現家庭化、智

175、能化以及產業化的發第二章機器人行業市場競爭狀況及技術現狀分析61展趨勢。通過對過去一段時間國內外服務機器人相關技術和應用的研究，對于服務機器人在未來的發展方向，機器人在下面幾個方向可能有很大的發展。智能化由于服務機器人與人工智能的聯系日益密切。與工業機器人相比，服務機器人更加重視人機交互體驗。人和機器人之間的互動更加頻繁，對機器人反饋速度要求也較高，這對包括深度學習、語義分析、視覺圖像處理等在內的人工智能技術的要求極高。因此智能化必然是服務機器人重要發展趨勢。人工智能技術的發展還處于較為初級的階段，但是人工智能的成果已經得到了一定程度的應用。在這些應用的過程中，把人工智能用在智能服務機器人的應

176、用上無疑是一個值得深入探索的課題。人工智能的核心是算法，現有硬件模塊已經可以滿足機器人的運算需求，隨著智能服務機器人的不斷深入發展，人們必然會尋求更加智能的算法并將其應用在智能服務機器人上。將更有效的算法應用在機器人的語義理解、邏輯判斷和系統控制等方面，也將成為未來一段時間的研究熱點之一。在智能服務機器人應用范圍不斷擴大的同時，也要考慮怎樣使機器人更好的適應環境。一方面，可以通過為機器人加裝傳感器實現對環境更好的偵測和適應；另一方面，通過使環境更加智能實現機器人對環境感知和了解。在探索智能服務機器人對環境更好的適應，要解決的是多個功能模塊協同工作的問題，如何實現相互之間的通信、如何協同作出決策

177、等，這些問題都值得深入研究。模塊化將模塊化引入智能服務機器人的研發與設計中，為控制系統的可定制化、結構的模塊化及可重構性和多傳感器融合技術的實用化等方面提供了可能。因而，建立服務機器人模塊化是發展服務機器人非常有意義的方向。網絡化類似微軟“小冰”可以進行天氣查詢和趣味問答的在線機器人開始出現，使得網絡資源開始被應用在更加廣泛的領域。在線資源也為探討智能服務機器人的發展方向提供了一個選擇，網絡上擁有龐大的數據和資源，而在單體機器人上所存儲的信息非常有限，如果實現網絡信息的自動檢索、查詢和處理，智能服務機器人的智能化程度和應用場景必將有所擴大。（4）家庭化第二章機器人行業市場競爭狀況及技術現狀分析

178、62在家庭服務方面，服務機器人不單可以提供諸如掃地等清潔服務，還可以作為智能家居的重要接口，通過數據分析后為用戶推送服務。不管是掃地機器人還是教育機器人，都已經成為目前比較火爆的話題。所以家庭化也是服務機器人發展趨勢之一。2、服務機器人的應用傳統機器人主要應用在工業領域，如汽車制造、國防科技等行業。但隨著智能機器人的出現和發展，這些原本離人們的生活很遙遠的機器人卻越來越多給人們帶來驚喜，為生活提供了許多便利國際機器人聯合會這樣定義服務機器人：服務機器人是一種半自主或全自主工作的機器人，它能夠完成有益于人類的地服務工作，但不包括從事生產的設備。服務機器人主要可以分為商業服務機器人、家庭服務機器人

179、、娛樂服務機器人幾種。商業服務機器人，應用在特定的商業場合，實現一定的專業工作。例如在醫院應用的導診機器人、在餐廳應用的傳菜機器人等。家庭服務機器人，應用在普通家庭，完成一定的家務勞動，包括清掃地板、控制電器、倒垃圾等。例如用來清掃地板的掃地機器人、進行家庭安全視頻監控的監控機器人等。2.2.6 機器人技術的研究熱點隨著工業化的實現，信息化的到來，人類開始進入知識經濟的新時代。創新是這個時代的動力?？萍紕撔聨Ыo社會與人類的利益遠遠超過了它的危險，機器人的發展歷史已經證明了這一點。隨著機器人應用領域的不斷擴大，它在展示出了自己的能力和魅力的同時，也表示了它們與人的友好與合作。目前，各國都在加大科

180、研力度，進行機器人共性技術的研究，未來機器人的研究熱點主要集中在以下幾個方面。（1）核心零部件性能優化工業機器人上的核心零部件包括精密減速器、伺服電機與驅動、控制器、專用傳感器等。國內已經有很多企業在從事相關方面的工作，但還是存在許多問題。如減速器性能如何提升；傳統的伺服電機生產沒有問題，問題在于我國在驅動算法方面與國外的差距較大；控制器方面也亟需解決軟件算法問題。第二章機器人行業市場競爭狀況及技術現狀分析63（2）工業機器人整機性能測試與評估、安全及可靠保障目前，我國的標準還是 20 年前制定的，現在亟需研究工業機器人多種參數的測量方法，建立工業機器人整機評估模型；建立工業機器人可靠性工作基

181、本規范，評估建模方法、指標預測和分配、元器件和整機的可靠性測試、破壞性測試以及加速測試方法等關鍵技術。（3）工業機器人的軟能力建設工業機器人包括硬能力和軟能力。硬能力，即核心零部件的能力；軟能力，則可定義為通過信息技術融合能夠實現的能力，包括智能控制技術、人工智能技術等。軟能力是我國工業機器人領域最大的短板，目前大量依靠進口，包括：機器人操作系統、面向工業機器人設計與仿真、生產線的工藝規劃、離線編程軟件調度軟件、機器人監控與故障診斷軟件及工業機器人核心工藝軟件等。未來工業機器人的硬件成本可預測，關鍵在于軟能力的建設。（4）工業機器人智能作業技術如何突破工件特種識別測量、自主作業軌跡規劃、動態跟

182、蹤、離/在線力位混合控制規劃等關鍵技術是目前需要解決的問題，所以應該構建智能工藝專家系統。其中，集成應用是工業機器人非常重要的核心技術，如果沒有集成，應用工業機器人將無法實現。（5）易用性問題易用性問題包括工業機器人如何高效示教及人機器人技能傳遞技術，現在已經有人在探索新型編程示教應用模式，如圖形編程等未來更重要的是如何利用新一代信息技術等先進技術手段，研究基于自然交換與自主學習的人機器人高效技能傳授，不斷深化學習。（6）新型工業機器人技術新型工業機器人并非傳統機器人，其體量不大，但利潤相對較高，而且在中國有很好的市場和產業鏈，這給我國工業機器人發展帶來了很好的機會所以我國需要針對制造領域特殊

183、需求，探索有別于傳統工業機器人構型的新型工業機器人技術。（7）靈巧作業工具技術第二章機器人行業市場競爭狀況及技術現狀分析64靈巧作業工具技術是指快速工具更換技術或靈巧作業工具及柔性作業工具技術。其下一步發展是教會機器人使用工具，像人類一樣，通過使用工具實現能力的提高和延伸。（8）云端工藝服務及作業學習技術云端工藝服務及作業學習技術包括基于云計算和大數據的知識建模、作業序列建模與理解等技術。通過探索工藝參數大數據收集、分析、挖掘和優化方法，機器人技能自主學習與提升技術，最終實現通過云端解決機器人的技術智能性和提升其作業能力。（9）雙臂作業工業機器人技術隨著作業任務越來越復雜，雙臂機器人得到越來越

184、廣泛的應用。相比于單臂機器人，雙臂機器人在工業生產中可以做更復雜、更精準的工作雖然國外已經有相關產品，但雙臂機器人的協調操作控制尚未有一套完善的理論體系，如何真正應用到產業上還亟待解決，所以在這一方面若我聞加倍努力還能趕超國際水平的。（10）人機協作型機器人技術就目前的技術來看，機器人完全替代人類作業還有很長的路要走。而下一步發展是需要將機器人的安全保護玻璃墻去掉，取而代之的是與人類緊密接觸，密切配合，所以突破人機安全共存、智能交互協同作業等核心技術，研制新一代互助協作型工業機器人是趨勢。此項技術與雙臂機器人面臨著同樣的問題，即如何用到產業上、如何應用，以及應用模式等問題，這些問題目前都沒有明

185、確的答案。另外，什么樣的機器人可稱為人機協作機器人？這些都需要不斷探索。除此之外，作為機器人技術發展的最高境界，仿人形機器人是當代科技的研究熱點之一。仿人型機器人是多門基礎學科、多項高技術的集成，涉及機構學、材料學計算機技術、控制技術、通信技術、傳感器技術和人工智能等多門學科知識和多項高新技術，因此，“超智能機器人”（能制造機器人的機器人）也成為機器人領域的研究熱點。第三章 機器人行業國內外專利技術分析65三、機器人行業國內外專利技術分析三、機器人行業國內外專利技術分析專利導航的基礎是專利分析，專利導航機制的主要思路是：整合各方面資源，建立一整套專利信息收集、分析、發布和反饋的機制，提高企業專

186、利挖掘和布局能力和應對重大涉外專利糾紛的能力，引導和扶持企業公平參與國際競爭。根據專利導航分析的任務要求，開展對國內外專利文獻數據庫進行全面的檢索、分析，找出本技術領域中專利申請量居前的重點國家、重點單位或個人；通過本領域專利申請量的時間分布，分析本技術領域的發展趨勢；分析我市機器人行業或骨干企業在本技術領域中的專利保護狀況，得出面臨專利風險的程度。3.1 根據機器人行業科技發展的方向和重點根據機器人行業科技發展的方向和重點，建立機器人產業專利數建立機器人產業專利數據庫據庫本次課題檢索主要采用計算機檢索，所使用的數據源為：知識產權出版社七國兩組織（中國、美國、日本、德國、英國、法國、瑞士、歐洲

187、專利局和世界知識產權組織）專利數據庫。檢索思路及檢索數據處理方法簡介檢索思路及檢索數據處理方法簡介專利數據庫的建庫原則是在以全為主的基礎上求精，故對主要技術分布位置采取全收的策略，對相關的技術分布位置采用了分類位置與關鍵詞相結合的限制原則。關鍵詞的選取上盡量采用無歧義的詞匯來減少雜質數據，但由于部分詞匯不可避免具有一定的多面性，具體檢索使用時需通過更細致的邏輯策略或手工進行刪除。分析數據范圍：分析數據范圍：中國專利數據自 2011 年 1 月起，截至 2020 年 12 月。國外專利數據自 2011 年 1 月起，截至 2020 年 12 月。機器人在 IPC 分類中的分布比較復雜，這給文獻的

188、閱讀和篩選工作帶來了很多的麻煩與工作，但是經過仔細分析仍可得出機器人的相關專利主要分布在以下幾個小類中，具體如下：B25J（機械手;裝有操縱裝置的容器）；第三章 機器人行業國內外專利技術分析66B62D（機動車；掛車）；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）；G05B（一般的控制或調節系統;這種系統的功能單元;用于這種系統或單元的監視或測試裝置）；G05D（非電變量的控制或調節系統）；A61B（診斷;外科;鑒定）；A47L（家庭的洗滌或清掃）；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;氣動管道輸送機）；G06F（

189、電數字數據處理）；G09B（教育或演示用具;用于教學或與盲人、聾人或啞人通信的用具;模型;天象儀;地球儀;地圖;圖表）；H02G（電纜或電線的安裝，或光電組合電纜或電線的安裝）；G01C（測量距離、水準或者方位;勘測;導航;陀螺儀;攝影測量學或視頻測量學）；B05B（噴射裝置;霧化裝置;噴嘴）；H01L（半導體器件;其他類目未包含的電固體器件）；關鍵詞：關節；手；爪；夾持器；末端執行器；腕；臂；腰；基座；材料；驅動；電機；伺服；驅動器；傳動；減速器；減速機構；控制；控制器；示教器；傳感；傳感器；編碼器；碼盤；工業機器人；服務機器人；軍用機器人；模塊化最終根據專利文獻檢索的結果，共獲得中國專利申

190、請 202064 件（其中 2011年-2020 年專利申請總量為 195484 件），國外專利申請 125013 件。3.2 利用機器人行業專利數據庫，對專利信息進行分析加工利用機器人行業專利數據庫，對專利信息進行分析加工(分為國分為國內國外兩個部分內國外兩個部分)利用行業專利數據庫，對專利信息進行分析加工所采用的專利信息分析軟件?！皩＠畔⒎治鱿到y”是以競爭戰略分析和專利信息分析的理論為模型、利用數理統計原理和軟件技術設計，對專利信息進行二次加工，便于對技術發展趨勢、申請（專利權）人狀況、專利保護地域等專利戰略要素進行定性、定量分析。趨勢分析可以了解行業專利申請的發展趨勢及技術先進性趨勢。

191、通過以上分析，可以對所在行業領域內的各種發展趨勢、競爭態勢有一個綜合了解，更加全面、深第三章 機器人行業國內外專利技術分析67層的挖掘專利文獻中的戰略信息。本部門利用數據分析系統對專利信息進行加工，對機器人行業的技術發展趨勢、申請（專利權）人狀況、專利保護地域等專利戰略要素進行定性、定量分析研究。3.2.1 國內部分國內部分3.2.1.1 專利分析專利分析在對機器人專利信息進行分析加工之前，確定已獲取的 2011 年-2020 年專利申請總量為 195484 件專利作為分析樣本，其中 2011 年-2020 年公開量為 178239件。圖 3-1 國內機器人專利按申請日期分析結果圖第三章 機器

192、人行業國內外專利技術分析68圖 3-2 國內機器人專利按公開日期分析結果圖從圖 3-1、3-2 可以看出機器人專利的申請量總體呈逐年遞增的趨勢，特別是本世紀以來專利增長的幅度較大。特別是近幾年，智能服務機器人成為未來各國經濟發展的有力支柱之一，國家不斷提高對機器人產業的重視度，我國國家中長期科學和技術發展規劃綱要（2006-2020 年）把智能服務機器人列為未來15 年重點發展的前沿技術，2020 年將實施智能制造裝備創新發展行動，鼓勵發展智能焊接機器人、智能移動機器人、半導體（潔凈）機器人等工業機器人納入“十四五”智能制造發展規劃中，支持行業發展。我國的服務機器人市場從 2005 年前后才開

193、始初具規模但我國在服務機器人領域的研發與日本、美國等國家相比起步較晚，與發達國家絕對差距還比較大，但相對起工業機器人而言則差距較小。因為服務一般都要結合特定市場進行開發，本土企業更容易結合特定的環境和文化進行開發占據良好的市場定位，從而保持一定的競爭優勢；另一方面，外國的服務機器人公司也屬于新興產業，大部分成立的時候還比較短，因而我國的服務機器人產業面臨著比較大的機遇和可發展空間。近年來，我國政府高度重視人工智能的技術進步與產業發展，人工智能已上升國家戰略，人工智能市場前景十分廣闊。隨著人工智能技術的逐漸成熟，科技、制造業等業界巨頭不斷深入布局。2018年中國人工智能市場規模約為238.2億元

194、，增長率達到 56.6%。2020 年，中國在人工智能的市場規模超過 500 億元。人工智能的快速發展為機器人帶來新風口，AI+機器人市場迎來發展機遇。第三章 機器人行業國內外專利技術分析69目前，我國的家用服務機器人主要有吸塵器機器人、教育、娛樂、保安機器人、智能輪椅機器人、智能穿戴機器人、智能玩具機器人，同時還有一批為服務機器人提供核心控制器、傳感器和驅動器功能部件的企業。表 3-1 國內機器人相關專利主要申請人綜合比較申請人申請人專利件數專利件數占國內專占國內專利百分比利百分比申請人研發能力比較申請人研發能力比較發明人數發明人數活動年期活動年期平均專利年齡平均專利年齡國家電網公司1678

195、0.832200126中國科學院沈陽自動化研究所10400.51706147華南理工大學11480.57754135山東魯能智能技術有限公司5480.27586137哈爾濱工業大學12450.62823136清華大學10070.50743145發那科株式會社13070.65304135上海交通大學9920.491028157株式會社安川電機5410.27357149精工愛普生株式會社5760.29229159按照主要申請（專利權）人分析（見表 3-1），這些公司或院校的申請量占總量的 4.99%，其中國家電網公司、中國科學院沈陽自動化研究所和華南理工大學在機器人行業的研發和制造上居于領先的位置

196、，山東魯能智能技術有限公司、哈爾濱工業大學、清華大學、發那科株式會社、上海交通大學、株式會社安川電機、精工愛普生株式會社，是國內機器人行業技術的主要擁有者，上述公司、院校也是國內本領域最主要的競爭對手。圖 3-3 國內機器人專利按國際主分類與專利件數分析結果圖第三章 機器人行業國內外專利技術分析70圖 3-3 是國內機器人行業專利按國際主分類分析結果圖。其中：B25J11/00 是不包含在其他組的機械手；B62D57/032 是帶交替升起或順序升起的支承座或支腿；帶交替或順序升起的支腿或滑道；B25J9/16 是程序控制；G05D1/02 是二維的位置或航道控制；B25J9/00 是程序控制機

197、械手；B23K37/00 非專門適用于僅包括在本小類其他單一大組中的附屬設備或工藝;B62D57/024 是專門適用于在傾斜或鉛垂的表面上運動的B25J5/00 是裝在車輪上或車廂上的機械手；B23P21/00 是與機械手配合的附屬裝置，例如用于監控、用于觀察；與機械手組合的安全裝置或專門適用于與機械手結合使用的安全裝置；A47L11/24 是機動掃地機械；如前敘的那樣，采用 IPC 分類號是由于分類號對技術的理解會存在一定的誤差，在結果分析上就不可避免的也存在一定的誤差，為此均需要進行詳細的閱讀和篩選。下面主要針對主要的申請（專利權）人申報專利的技術構成情況進行分析，可以對所在行業領域內的主

198、要競爭對手的競爭態勢有個綜合的了解。（1）國家電網公司）國家電網公司國家電網公司（State Grid Corporation of China），簡稱國家電網、國網，成立于 2002 年 12 月 29 日，是經過國務院同意進行國家授權投資的機構和國家控股公司的試點單位。公司作為關系國家能源安全和國民經濟命脈的國有重要骨干企業，以建設和運營電網為核心業務，承擔著保障更安全、更經濟、更清潔、可持續的電力供應的基本使命，經營區域覆蓋全國 26 個?。ㄗ灾螀^、直轄市），覆蓋國土面積的88%，供電人口超過 11 億人，公司員工總量超過 186 萬人。公司在菲律賓、巴西、葡萄牙、澳大利亞等國家和地區開

199、展業務。2016 年-2017年，公司位列財富世界 500 強第 2 名，是全球最大的公用事業企業。1999 年，依托山東電力集團及山東電力研究院，成立電力機器人技術實驗室，正式啟動“高壓帶電作業機器人”項目，是我國最早開展電力機器人研究的機第三章 機器人行業國內外專利技術分析71構之一。2004 年 7 月，實驗室被山東省科技廳正式批準為“山東省電力智能機器人工程技術研究中心。2007 年 4 月，機器人實驗室正式被命名為“國家電網公司電力機器人重點實驗室”。2010 年 11 月，經山東省科技廳批準成立“山東電力研究院院士工作站”，中國工程院士、機器人專家蔡鶴皋院士進站工作。2012 年

200、1月，山東省科技廳批準成立“山東省中加電力機器人合作研究中心”，與加拿大魁北克水電研究院在電力機器人領域開展深層次技術交流與合作。2020 年 6 月，國家電網有限公司舉行“數字新基建”重點建設任務發布會暨云簽約儀式，面向社會各界發布“數字新基建”十大重點建設任務，并與百度、阿里、騰訊、華為等合作伙伴簽署戰略合作協議。2020 年 6 月，由國家電網控股的國網智能科技股份有限公司的科創板上市申請予以受理。國網智能是國內領先的專業從事以電力機器人為核心的智能運維系統及新能源汽車充換電設備研發、生產、銷售及服務的高新技術企業。實驗室現擁有各類專業人才 100 余人，其中博士 8 名，碩士 60 余

201、名，專業涵蓋了計算機軟硬件、機械、電力電子、通訊、模式識別等機電一體化各個學科，形成了一支強有力的科研開發隊伍。與此同時，實驗室作為開放性的科學研究、行業學術交流和人才培養基地，在項目開發、核心技術培育和技術轉化過程中，還與清華大學、哈爾濱工業大學、上海交通大學、天津大學以及中科院等科研機構廣泛合作，建立了良好的合作伙伴關系。實驗室承擔國家“863”3 項，國際合作項目 1 項，省部級和國家電網司項目近 20 項，其它項目上百項。目前已掌握電力機器人輕型絕緣機械臂設計、專用帶電作業工具設計、全自主移動平臺設計、主從式遙操作技術、多軸運動控制技術、無人駕駛飛機飛控技術、激光導航技術、非接觸式無損

202、檢測技術等多項關鍵技術。主要研制的電力機器人：變電站設備巡檢機器人、配電線路帶電作業機器人、輸電線路檢測與作業系列機器人、無人機智能巡檢系統、電動汽車換電機器人等。表 3-2 國家電網公司主要機器人專利部分清單專利名稱專利名稱申請號申請號申請日申請日主主 IPC 分類號分類號法律效力法律效力一種巡檢機器人定位方法及系統CN202011318831.520201123G01C21/20有權一種架空輸電線路巡線機器人及其應用方法CN202010863900.420200825B25J5/02有權一種帶電作業機器人專用組 CN202010839973.X20200820B25J11/00有權第三章

203、機器人行業國內外專利技術分析72裝式引線支架一種帶電作業機器人用轉臺 CN202010674036.320200714B25J9/00有權一種沿鐵塔腳釘攀爬載人機器人的攀爬末端CN202010536133.620200612B25J11/00有權帶電作業機器人線夾自動安裝裝置及其使用方法CN202010520350.620200610H02G1/04有權一種供電線路巡檢防墜落機器人CN201910910113.820190925H02G1/02有權帶電作業機器人及帶電剪線鉗CN201910646287.820190717H02G1/00有權雙分裂碳纖維導線的檢測機器人、系統及運行方法CN201

204、910397593.220190514B25J5/02有權機器人行走結構及具有其的機器人CN201810950541.920180820B62D57/024有權高壓輸電線路巡檢機器人平臺CN201810935685.720180816H02G1/02無效電纜隧道巡檢機器人頭盔式虛擬控制終端CN201810814244.120180723B25J13/00審中電纜排管疏通修復機器人CN201810730263.620180705H02G1/16無效一種基于互聯網的變電站智能巡檢機器人監測系統CN201810585063.620180608B25J11/00未授權一種智能存取帶電作業工器具的機器人

205、及其應用方法CN201810529345.420180529B25J5/00有權一種智能存取帶電作業工器具的機器人CN201820810745.820180529B25J5/00未授權一種支持深度學習工作原理的人工智能機房巡檢機器人CN201810492283.420180522G05D1/02未授權電纜溝狀態巡檢機器人及電纜溝狀態巡檢方法CN201810449224.920180511G05D1/02有權電纜溝狀態巡檢機器人CN201820701458.320180511G05D1/02未授權用于變電站的機器人巡檢系統CN201810439787.X20180509H02J13/00未授權用

206、于電站巡檢的智能系統CN201810439793.520180509H02J13/00未授權基于YOLO的電纜設備外部腐蝕破損識別方法CN201810437049.120180509G06K9/00未授權一種應用于變電站智能巡檢機器人的聲音識別系統和方法CN201810430839.720180508B25J13/00未授權一種變電站防誤入系統及其控制方法CN201810431017.020180508H04W4/02未授權一種變電站防誤入系統CN201820676123.020180508H04W4/02有權一種應用于變電站智能巡檢機器人的聲音識別系統CN201820676476.02018

207、0508B25J13/00有權一種電力橫擔上用的驅鳥機器人CN201810421304.320180504A01M29/06無效一種供變電站自動化智能巡檢裝置CN201810407854.X20180502H02J13/00未授權第三章 機器人行業國內外專利技術分析73一種噴火式線纜除冰機器人 CN201810411221.620180502H02G7/16未授權一種供變電站自動化智能巡檢裝置CN201820638555.220180502H02J13/00有權一種噴火式線纜除冰機器人 CN201820643141.920180502H02G7/16有權伸縮機械臂式信息存儲實體件管理機器人及方

208、法CN201810402880.320180428B25J9/02未授權一種全自動信息存儲實體件收納裝置及方法CN201810400820.820180428A47B63/00有權桁架式信息存儲實體件管理機器人及方法CN201810404149.420180428B25J11/00有權一種磁吸式信息存儲實體件收納裝置及方法CN201810401373.820180428A47B63/06未授權一種氣體絕緣金屬封閉設備紅外測溫裝置CN201810357060.720180420G01J5/00無效一種基于機器人的超聲波局部放電自動診斷系統及其方法CN201810347442.120180418G

209、01R31/12未授權一種基于機器人的超聲波局部放電自動診斷裝置CN201820550475.120180418G01R31/12有權一種適用于變電站巡檢機器人的數字顯示儀表識別方法CN201810343633.020180417G06K9/34未授權一體化智能巡檢裝置CN201810275109.420180330G08C23/06未授權一種基于機器學習的運維機器人網絡故障檢測系統CN201810252213.120180326H04L12/24有權帶電作業機器人機械主輔臂結構CN201820389429.820180322B25J11/00有權變電站智能監控機器人CN20181021233

210、7.720180315B25J5/00有權一種智能巡視機器人遠程操控系統CN201810183559.020180306H04N5/232無效智能電能表抽樣性能試驗全自動檢測系統CN201810144048.820180212G01R35/04未授權高壓纜線間隔棒輔助安裝機器人機構及間隔棒安裝方法CN201810143692.320180212B25J5/00有權高壓纜線間隔棒輔助安裝機器人及避障方法CN201810143693.820180212B25J5/00未授權用于高壓纜線間隔棒輔助安裝機器人的驅動裝置CN201810143702.320180212B25J19/00未授權用于高壓纜線

211、間隔棒輔助安裝機器人行走機械臂CN201810143676.420180212H02G1/04未授權智能電能表抽樣性能試驗全自動檢測系統CN201820248942.520180212G01R35/04有權用于高壓纜線間隔棒輔助安裝機器人的間隔棒安裝機械臂CN201820249283.720180212B25J11/00有權光伏電站監測與運維一體化系統CN201810142387.220180211H02S50/00未授權第三章 機器人行業國內外專利技術分析74光伏板全方位一體化監測系統CN201810141845.020180211H02S50/10無效一種可驅動電纜溝蓋板翻轉的驅動裝置CN

212、201820196228.620180205H02G1/00有權一種用于變電站的激光供能系統CN201810087915.920180130H02J50/30未授權一種架空線路巡檢清障機器人CN201810081897.320180129H02G1/02有權一種架空線路巡檢清障機器人CN201820149341.920180129H02G1/02有權一種電纜隧道微型自動防火門CN201810074517.320180125E21F17/12有權一種基于軌道機器人的開關柜狀態檢測裝置CN201820117698.920180124G01D21/02有權一種通用型機器人固定托盤 CN2018200

213、96261.120180119B65D25/10有權一種機器人折疊式轉運平臺 CN201820096178.420180119B65G67/04有權一種輸電線雜物清掃機器人 CN201810022073.920180110H02G1/02有權輸電線路異物排查機器人裝置CN201810007188.020180104H02G1/02有權輸電線路異物排查機器人裝置CN201820011868.520180104H02G1/02無效一種自動升降的攝像頭調節裝置CN201820011867.020180104F16M11/28有權一種提高電力智能應答機器人回答準確率的方法CN201810005077.

214、620180103G06F17/30未授權電力無人機和機器人圖像數據規范化人工智能分析系統CN201711419150.620171225H04N17/00無效智能機器人、用電服務系統 CN201721801806.620171220B25J11/00有權變電站電纜溝智能巡視系統 CN201711373205.420171219H02G1/00未授權變電站電纜溝智能巡視機器人CN201721780634.920171219H02G1/00有權一種智能化運維機器人CN201711348088.620171215G06F17/30無效變電站巡檢機器人采集圖像接入電力內網的系統及方法CN201711

215、327132.520171213H04L29/06未授權一種電纜溝狀態巡檢機器人 CN201711329998.X20171213B25J11/00無效一種電纜溝狀態巡檢機器人 CN201721733114.220171213B25J11/00有權一種電纜溝狀態巡檢機器人的關節聯接結構CN201721732122.520171213B25J17/00有權一種軌道在下的輸電線路巡檢機器人過橋裝置CN201721692536.X20171207H02G1/02有權基于 Hu 不變矩和支持向量機 SVM 的高壓套管檢測方法CN201711268762.X20171205G06K9/38未授權一種用于

216、電力巡視的移動巡視系統及方法CN201711271511.720171205H02G1/00無效第三章 機器人行業國內外專利技術分析75表 3-2 列舉了部分國家電網公司申請的機器人相關專利。國家電網公司申請的機器人相關專利總數為1678 件，其中授權專利 942 件，失效專利 366 件。2011年-2020 年專利申請達到 1649 件，公開 1542 件。圖 3-4 國家電網公司機器人專利申請、公開趨勢圖從圖 3-4 可知，國家電網公司機器人專利在 2013 年之前的申請和公開量非常之少，自 2014 年之后，受國家發展戰略性新興產業的政策影響，開始大幅度的增長，近幾年雖然稍有回落，但是

217、已趨于穩定。截止到 2020 年，國家電網公司專利擁有量超過 9 萬項，連續 9 年排名央企第一。圖 3-5 國家電網公司機器人專利按國際主分類分析結果圖圖 3-5 是國家電網公司機器人專利的技術構成分布圖，從圖中可知，國家電網公司機器人專利主要集中在 H02G1/02、B25J11/00、B25J5/00、G05D1/02、B25J9/16 等，其中 H02G1/02 是用于架空線路或電纜的；B25J5/00 裝在車輪上或第三章 機器人行業國內外專利技術分析76車廂上的機械手；B25J11/00 是裝有操縱裝置的容器中不包含在其他組的機械手；G05D1/02 是二維的位置或航道控制；G01R

218、31/00 是電性能的測試裝置；電故障的探測裝置；以所進行的測試在其他位置未提供為特征的電測試裝置。（2）中國科學院沈陽自動化研究所）中國科學院沈陽自動化研究所中國科學院沈陽自動化研究所成立于 1958 年 11 月。成立之初被稱為遼寧電子技術研究所，1960 年 4 月更名為中國科學院遼寧分院自動化研究所，1962 年至 1972 年的名稱為中國科學院東北工業自動化研究所，1972 年起正式定名為中國科學院沈陽自動化研究所。研究所設有機器人學研究室、水下機器人研究室、工業信息學研究室、光電信息研究室、自動化系統研究室、現代裝備研究室等 6個研發單元。研究所的主要學科領域是制造科學。主要研究方

219、向包括：智能機器、先進制造系統和光電技術等。八十年代初期開始，研究所在機器人、光電信息技術的研究、開發與應用方面不斷取得引人矚目的成績。獲得大量國家、科學院及地方獎勵，為國家高技術科技攻關、國家安全、大中型企業的技術進步與技術改造攻克了一個又一個難關，成為值得信賴的一支攻堅力量。自 1985 年起在中國機器人事業發展歷史上創造了十八個第一的輝煌業績，成為我國機器人事業的搖籃?，F在這里是“機器人技術國家工程研究中心”，中國科學院知識創新工程“先進制造基地”，“國家 863 計劃成果產業化基地”。研究所擁有專業的水下機器人研究室，主要從事水下機器人的研究、技術開發、生產和示范應用。在水下機器人基礎

220、理論與方法方面，主要研究方向包括載體設計理論、自主控制理論、布放和自動回收方法、水下對接方法，以及新型水下機器人、仿生水下機器人、特種水下機器人、多水下機器人系統的理論與方法。在技術開發方面，主要面向海洋探測、資源開發、極地科考和水下安全等國家重大需求研制具有特定使命的水下機器人系統。我國第一臺有纜遙控潛水器和第一臺無纜自治水下機器人都是在這里誕生的。從某種意義上說，中科院沈陽自動化所在水下機器人各階段的技術成果代表了我國在這一技術領域的發展歷程。此外，水下機器人研究室還具有生產大、中、小型水下機器人系列產品的能力，并面向國內外用戶提供各種水下工程作業服務。研究所還擁有我國機器人學領域最早建立

221、的部門重點實驗室機器人學國第三章 機器人行業國內外專利技術分析77家重點實驗室。機器人學國家重點實驗室定位于為我國經濟和社會發展、國家安全和重大科學工程提供所需要的機器人技術與系統，研究機器人學基礎理論與方法、發展可行技術和平臺樣機系統，培養和匯聚從事機器人學研究的高水平人才，推動我國先進機器人技術與系統的可持續發展。主要面向發展具有感知、思維和動作能力的先進機器人系統，研究機器人學基礎理論方法、關鍵技術、機器人系統集成技術和機器人應用技術，包括：復雜環境飛行機器人全自主飛行控制方法、飛行機器人自主導航與制導方法、飛行機器人故障診斷與容錯控制方法、工業級飛行機器人本體設計研究、飛行機器人路徑規

222、劃與多機協同編隊調度方法等學術研究，高可靠性飛行控制硬件集成系統開發、具有易用性的宜人化地面操縱系統開發、具有大帶寬，多接口的網絡化通信鏈路系統開發等應用研究。研究所圍繞“開拓自動化領域前沿創建先進制造一流基地”這一主攻方向，在基礎研究、高技術攻關和工程應用產業化三個層次上部署了前沿探索性創新課題及國家自然科學基金項目、國家攻關和 863 計劃項目以及國家軍工項目。實施了大量應用工程并正式成立新松機器人與自動化股份有限公司。進而達到“發展高科技、實現產業化”的目標。2020 年 10 月，中國科學院沈陽自動化研究所研究員趙新剛就智能醫療康復機器人技術開展了“CAA 云講座”主要介紹了醫療康復機

223、器人系統、基于生物電信號的人機交互技等。腦卒中等疾病導致運動功能減退甚至喪失。為實現受損神經通路重塑、肢體運動機能重建，亟需有效的運動輔助康復訓練。機器人適于長時間、重復性工作，具有高靈活性、精準控制等特點，其與康復醫學的結合為解決康復醫師不足的現狀提供了很好的解決方案。表 3-3 中國科學院沈陽自動化研究所主要機器人專利部分清單專利名稱專利名稱申請號申請號申請日申請日主主 IPC 分類號分類號法律效力法律效力一種模塊化可重構正交關節鏈式機器人CN202011081427.020201012B25J9/06有權一種自主水下機器人拋繩器及其使用方法CN202011007495.220200923

224、B63C11/34有權一種微創手術機器人用手術器械CN202010883538.720200828A61B17/00有權一種鐵軌扣件彈條除銹防腐機器人機構CN201911324169.120191216E01B31/17有權一種水下機器人的艙門系統CN201911188031.320191128B63B19/00有權一種用于機器人鉆孔中優CN201910443683.020190527B23B47/00有權第三章 機器人行業國內外專利技術分析78化鉆頭位姿的方法一種筋腱驅動自適應攀爬機器人CN201910248751.820190329B62D57/024有權利用水面機器人回收水下機器人的捕獲

225、系統及方法CN201910011016.520190107B63C7/16有權機器人智能拋光的砂紙自動更換裝置和砂紙自動更換方法CN201910006148.920190103B24B45/00有權一種用于螺母裝配的預緊裝置CN201810620542.720180615B23P19/06無效高精度工業機器人重復定位精度的測量裝置和測量方法CN201810424833.920180507G01B21/04未授權傾轉旋翼?？諆蓷珯C器人CN201810425374.620180507B60F5/02未授權高精度工業機器人重復定位精度的測量裝置CN201820665806.620180507G01B

226、21/04有權一種適應月面環境的機器人化全景相機轉臺CN201810390922.620180427F16M13/02未授權一種適應月面環境的機器人模塊化活動關節CN201810390852.420180427B25J9/08未授權適應月面環境的機器人化全景相機轉臺CN201820616192.220180427F16M13/02有權適應月面環境的機器人模塊化活動關節CN201820616601.920180427B25J9/08有權水下機器人用多功能調試運輸平臺CN201820579182.620180423B62D63/02有權一種輸電線路絕緣子檢測機器人CN201810351182.52

227、0180418G01R31/12未授權一種輸電線路絕緣子檢測機器人CN201820555183.720180418G01R31/12有權一種軌道式機器人移動機構CN201810309623.520180409B61D15/00未授權一種空間站實驗柜裝配測試操作機器人CN201810007243.620180104B64G4/00有權一種模塊化可擴展空間機械臂地面實驗平臺CN201711487035.220171230B25J19/00未授權一種仿 C60 分子結構的減振防護結構CN201711491423.820171230F16F3/10有權一種松軟地面爬行機器人CN201711490823

228、.720171230B62D57/02有權一種水下機器人用被動氣動式浮力補償裝置CN201711490612.320171230B63G8/14有權模塊化可擴展空間機械臂地面實驗平臺CN201721911269.020171230B25J19/00有權仿 C60 分子結構的減振防護結構CN201721907784.120171230F16F3/10有權松軟地面爬行機器人CN201721906652.720171230B62D57/02未授權第三章 機器人行業國內外專利技術分析79水下機器人用被動氣動式浮力補償裝置CN201721910508.020171230B63G8/14無效底棲生物吸取樣

229、器系統CN201721893762.420171229B63C11/52有權一種變壓器內部檢測機器人控制系統CN201721899191.520171229G05B19/042有權一種機器人關節變剛度執行器CN201711456376.320171228B25J17/02有權一種并聯式輕型機器人關節變剛度執行器CN201711456520.320171228B25J17/00有權一種單驅動形狀自適應機械手指CN201711455393.520171228B25J15/00有權一種機器人多自由度夾持器CN201711422333.320171225B25J15/00無效機器人多自由度夾持器CN2

230、01721834288.820171225B25J15/00有權一種潛水器水面單元視頻系統CN201721813599.620171222H04N5/268有權航天服下肢性能測試機器人CN201711389333.820171221G01M13/00有權面向工業自動化裝配的精確定位機組CN201711398897.820171221B25J9/04無效一種航天服下肢性能測試機器人CN201721797677.820171221G01M13/00無效多旋翼水空兩棲跨域海洋機器人CN201711372341.120171218B64C27/28有權一種氣動人工肌肉驅動的仿生手臂CN20171134

231、5312.620171215B25J9/00未授權氣動人工肌肉驅動的仿生手臂CN201721751083.320171215B25J9/00有權短型水下電動直線缸機構CN201721737499.X20171213F16H25/24有權具有力感知功能的協作機器人關節CN201721686680.220171207B25J13/08有權一體化關節內走線張緊機構CN201721686710.X20171207B25J19/00有權一種用于水下機器人的臍帶纜退出工具CN201721674302.220171206B25J19/00有權一種機器人噴射驅動控制設備及控制方法CN201711125574.

232、120171114G05B19/042有權一種機器人噴射驅動控制設備CN201721516840.920171114G05B19/042未授權基于語義模型的相機與機器人控制系統及其自動適配方法CN201711005743.820171025B25J9/16有權一種機器人免重復示教的方法CN201711005740.420171025B25J9/22有權一種穿戴式上肢仿生柔性外骨骼機器人CN201721355467.320171020B25J9/00有權第三章 機器人行業國內外專利技術分析80一種面向電纜溝巡檢作業多功能移動機器人CN201710962032.320171017B25J5/00未

233、授權面向抓取作業型旋翼飛行機械臂系統CN201721229966.820170925B25J18/00有權一種水下機器人運行阻力測試系統CN201710831621.820170915G01M10/00未授權一種旋轉式輪腿復合型移動機構CN201721010066.420170814B62D57/028有權近矢量式水下機器人用推進器CN201721002910.920170811B63H5/125有權一種用于協作機器人的驅控一體化控制系統CN201710347166.420170516B25J9/16有權一種適應于長距離作業的斷股修復機器人機構CN201710311413.520170505B

234、25J5/02有權一種輸電線路斷股修復機器人機構CN201710311412.020170505H02G1/02有權一種兩輪-腿-履帶復合型移動機構CN201710310946.120170505B62D55/04有權一種汽車側圍焊裝生產線控制系統CN201710307556.920170503B23K11/25無效汽車側圍焊裝生產線控制系統CN201720479518.720170503B23K11/25未授權一種水下機器人海水采樣裝置CN201710234601.220170412G01N1/14有權一種水下機器人用被動排油式浮力調節裝置CN201710165338.620170320B6

235、3G8/22無效水下機器人用被動排油式浮力調節裝置CN201720272670.820170320B63G8/22有權一種機器人變頻擊打機構CN201710130730.720170307B25J11/00未授權一種油浸式變壓器內部檢測機器人的推進布置方法CN201710022059.420170112G01M99/00無效一種阻力可調主手俯仰關節結構CN201611253997.720161230B25J17/00有權一種可用于機械手旋擰作業的擴展工具CN201611254711.720161230B25J19/00有權阻力可調主手俯仰關節結構CN201621475444.120161230

236、B25J17/00未授權可用于機械手旋擰作業的擴展工具CN201621475536.X20161230B25J19/00未授權高壓配電室智能巡檢機器人執行機構CN201611236715.220161228H02B3/00未授權一種軌道式機器人移動機構CN201611233631.320161228B61D15/00未授權移動式機器人專用破拆裝置CN201611235567.220161228A62C27/00未授權基于激光雷達的絕緣子串識別方法CN201611234430.520161228G06K9/32未授權第三章 機器人行業國內外專利技術分析81適應狹小空間的模塊化機器人CN20161

237、1237593.920161228B62D55/02有權上表列舉了中國科學院沈陽自動化研究所申請的部分機器人相關專利。中國科學院沈陽自動化研究所申請的機器人相關專利共有 1040 件，其中授權專利 449件，失效專利 403 件。2011 年-2020 年專利申請量 892 件，專利公開量 811 件。圖 3-6 中國科學院沈陽自動化研究所機器人專利申請、公開趨勢圖從圖 3-6 獲知，自從國家批準中國科學院實施知識創新工程試點，沈陽自動化所成為首批試點單位之一。伴隨沈陽自動化所先進制造基地建設的開展，其研究成果也大量的出現，直接促進了其專利申請量的大幅增長。由此，也顯示出中國科學院沈陽自動化研

238、究所對在中國申請機器人專利的重視程度，以及強大的研發能力。第三章 機器人行業國內外專利技術分析82圖 3-7 中國科學院沈陽自動化研究所機器人專利按國際主分類分析結果圖圖 3-7 是中國科學院沈陽自動化研究所機器人專利的技術構成分布圖，從圖中可知，中國科學院沈陽自動化研究所機器人專利主要集中在 B63C11/52、B25J9/16、H02G1/02、B25J19/00 等。其中 B63C11/52 是其他類目不包含的專門適用于水下作業的工具、B25J9/16 是關于程序控制機械手；H02G1/02 是用于架空線路或電纜的；B25J5/00 是裝在車輪上或車廂上的機械手。（3）華南理工大學）華南

239、理工大學華南理工大學是直屬教育部的全國重點大學，校園分為三個校區，五山校區位于天河區石牌，大學城校區位于番禺區大學城，廣州國際校區位于番禺區國際創新城。三校區交相輝映，是莘莘學子求學的理想之地，是首屆“全國文明校園”獲得單位。學校辦學源遠流長，最早可溯源至 1918 年成立的廣東省立第一甲種工業學校；海納百川，高起點出發，學校正式組建于 1952 年全國高等院校調整時期，匯集了華南、中南地區理工科領域的精英，為新中國四大工學院之一，堪為中國高等工程教育的探路者。1960 年，學校被評為全國文教戰線先進單位，同年成為全國重點大學；1981 年經國務院批準為首批博士和碩士學位授予單位；1993年在

240、全國高校首開部省共建之先河；1995 年進入國家面向 21 世紀重點建設大學（“211 工程”）行列；2001 年，實行新一輪部省重點共建，學校進入國家高水平大學建設（“985 工程”）行列；2016 年在“世界大學學術排名”中，整體進入 300強，工科領域排名躍升至全球第 22 名；2017 年在“世界大學學術排名”中排名第201-300 位，同年入選“雙一流”建設 A 類高校名單，學?，F已穩居中國一流大學、世界知名高校的行列。經過 66 年的建設和發展，華南理工大學已經成為以工見長，理工醫結合，管、經、文、法等多學科協調發展的綜合性研究型大學。輕工技術與工程、建筑學、食品科學與工程、化學工

241、程與技術、環境科學與工程、材料科學與工程、機械工程、管理科學與工程等學科整體水平進入全國前 10%。工程學、材料科學、化學、農業科學、物理學、生物學與生物化學、計算機科學、環境科學與生態學、臨床醫學等 9 個學科領域進入國際高水平學科 ESI 全球排名前 1%，涵蓋了學校所有理工類學科。其中，工程學、材料科學、化學、農業科學 4 個學科領域進入ESI 全球排名前 1，成為具有重要影響的國際頂尖學科，入選數在全國高校中第三章 機器人行業國內外專利技術分析83并列排名第 5 位，華南地區居首位。學校辦學條件良好，教學環境優良，治學嚴謹，堅持高素質、“三創型（創新、創造、創業）”、具有國際視野的拔尖

242、創新人才的培養目標。建校以來，學校為國家培養了高等教育各類學生 51 萬多人，一大批畢業校友成為中國科技骨干、著名企業家和領導干部。學校畢業生就業率多年來位居全國高校和廣東省高校前列，畢業生進入世界 500 強和中國 500 強企業就業的比例超過 30%，學校被譽為工程師的搖籃、企業家的搖籃和拔尖創新人才培養基地。2017 年，入選國家“雙創”示范基地。2020 年底，教育部科技司組織專家組對依托華南理工大學建設的“大數據與智能機器人教育部重點實驗室”啟動建設方案進行論證。開展大數據與知識工程、多媒體計算與復雜信息處理、機器學習與智能算法、機器感知與通信、機器人智能工程與技術等方面的研究。表

243、3-4 華南理工大學主要機器人專利部分清單專利名稱專利名稱申請號申請號申請日申請日主主 IPC 分類號分類號法律效力法律效力基于圓弧插補獲得寫字機器人圓弧行走線段的方法CN201911288247.720191216G05B19/41有權基于 DDA 算法給寫字機器人輸出動力脈沖的方法CN201911288244.320191216B25J11/00有權基于神經網絡的受限移動機器人協同路徑跟蹤控制方法CN201910848231.020190909G05D1/02有權一種基于小樣本學習的移動機器人重定位方法CN201910806151.920190829G01C21/20有權基于改進型粒子群算

244、法的焊接機器人最優路徑規劃方法CN201910659824.220190722G05D1/02有權一種用于人與機器人協作的網絡連接方法CN201910316497.020190419H04L29/08有權一種工業機器人伺服系統性能單工位測試建模調度方法CN201910268830.520190404G06F11/36有權一種輪椅機械臂機器人的視覺引導方法CN201811112165.220180925B25J9/16未授權一種月餅生產線上的智能機器人CN201811092193.220180918A21B3/16未授權一種月餅刷漿智能機器人CN201811092192.820180918A21

245、C9/04未授權一種基于無線電能傳輸的物流休息站系統及其運行方法CN201810927041.320180815B65G35/00未授權第三章 機器人行業國內外專利技術分析84一種通訊范圍約束下移動機器人的編隊控制方法CN201810894993.X20180808G05D1/02無效一種具有預設性能和連接保持的水下機器人編隊控制方法CN201810894995.920180808G05B13/04無效一種應用于中小學教育的射擊機器人CN201810848986.620180728B25J11/00未授權一種基于熱成像儀和火焰檢測儀的檢測裝置及機器人CN201810841166.4201807

246、27A62C27/00未授權一種基于機器視覺模塊的倉庫巡線火情巡檢機器人CN201810838498.720180727A62C27/00未授權一種基于導電滑環的 360度旋轉云臺機器人底盤CN201810835523.620180726B25J19/00未授權一種應用于導游機器人的360 度旋轉機械手臂CN201810835558.X20180726B25J18/00未授權應用于攜帶冗余機械臂的飛行機器人的模塊化電源的設計方法CN201810816789.620180724H02J7/00有權一種電纜隧道巡線機器人全自動無線充電平臺CN201810789742.520180718H02J7/

247、02有權一種基于 Wifi 通信協議的全自動變電站巡線機器人系統CN201810790092.620180718G05B19/042未授權一種隧道機器人自動定位系統及其定位方法CN201810805223.320180718G01C21/00未授權基于無線充電的電纜隧道巡線機器人系統及其控制方法CN201810806878.220180718H02J50/12無效一種雙柔性機器人同步運動控制裝置與方法CN201810763588.420180712B25J9/00未授權一種面向自由曲面的柔順砂帶打磨裝置CN201810696852.720180629B24B21/16有權一種基于開關卡爾曼濾波

248、器的運動目標跟蹤方法CN201810661518.820180625G06T7/277未授權一種基于強化學習的機器人恒力曲面跟蹤方法CN201810648486.820180622B25J9/16有權一種基于模糊迭代算法的機器人恒力曲面跟蹤方法CN201810648484.920180622B25J9/16有權一種八自由度焊接軌跡在線生成系統協調運動控制方法CN201810652819.420180622B25J9/16有權一種視覺激光傳感器固定于機器人的手眼標定方法CN201810641074.120180621B25J9/16未授權一種人形機器人與人體姿態相似度評價方法CN20181063

249、3035.720180620G06T7/246未授權一種應用于人形機器人的人體轉體和位移映射方法CN201810633050.120180620B25J9/16未授權第三章 機器人行業國內外專利技術分析85一種基于 CapsuleNet 的人臉表情識別方法CN201810633028.720180620G06K9/00有權一種用于機器人仿真系統焊接應用的工件放置規劃方法CN201810604648.820180613B23K37/00未授權一種用于機器人仿真系統的碰撞檢測方法CN201810604646.920180613G05B17/02有權一種基于三點標定法的單軸變位機標定方法CN2018

250、10604631.220180613B25J9/16有權一種用于核電工業的智能激光清洗裝備與方法CN201810601422.220180612B08B7/00未授權一種基于結構光視覺傳感器的焊縫軌跡離線校準方法CN201810592865.X20180611B25J9/00未授權一種用于弧焊機器人的線結構光視覺系統自動標定方法CN201810592881.920180611G06T7/80有權一種基于結構光視覺的大轉折焊縫軌跡離線校準方法CN201810592891.220180611B23K37/00未授權一種弧焊機器人焊縫跟蹤姿態調整方法CN201810592883.820180611B

251、23K9/127未授權一種弧焊機器人焊縫糾偏系統及方法CN201810592850.320180611B23K9/127未授權一種用于 SCARA 圓柱副關節的回零裝置及其方法CN201810573730.920180606B25J17/00未授權基于結構光視覺傳感的弧焊機器人焊縫在線糾偏方法CN201810549471.620180531B23K9/32有權一種基于結構光視覺傳感器的焊縫起始點檢測方法CN201810547763.620180531B23K37/00有權一種飛行作業機器人冗余度機械臂下位控制器的設計方法CN201810534915.920180530B25J9/16有權一種基

252、于柔體動力學模型的機器人柔性力矩前饋控制方法CN201810520238.520180528B25J9/16有權一種高壓線智能巡檢機器人及其巡檢方法CN201810496045.020180522G01D21/02有權一種高壓線智能巡檢機器人CN201820764162.620180522G01D21/02未授權一種攜帶冗余度機械臂的飛行機器人控制系統設計方法CN201810477920.020180518B25J9/16有權一種基于視覺與弧壓傳感的三維焊縫跟蹤系統及方法CN201810466558.720180516B23K9/127有權第三章 機器人行業國內外專利技術分析86基于雙目攝像頭

253、與二維激光雷達的移動機器人導航方法CN201810465437.020180516G01S17/02有權基于深度增強學習的預觀控制仿人機器人步態規劃方法CN201810465382.320180516G05B13/04有權一種攜帶冗余度機械臂的飛行機器人電源驅動器的設計方法CN201810462901.020180515G05B19/042無效一種視覺 SLAM 的認知點云地圖創建系統CN201810441007.520180510G06T17/05有權一種基于機器人的電子元件手眼協調插件機構CN201810443897.320180510B25J9/16未授權一種用于機器人仿真系統的工件放置

254、規劃方法CN201810442715.020180510G05B17/02有權一種用于 6R 機器人仿真系統的機器人工作空間確定方法CN201810442714.620180510G06F17/50未授權一種恒力研磨控制系統及方法CN201810441250.720180510G05B13/04未授權一種基于機器人的電子元件手眼協調插件機構CN201820706852.620180510B25J9/16有權一種姿態決策動態規劃方法CN201810364263.920180423B25J9/16有權一種類人機器人雙臂運動規劃方法CN201810364262.420180423B25J9/16有權

255、一種手機外殼在線尺寸測量與表面缺陷檢測系統及其方法CN201810340874.X20180417G01B11/00無效一種手機外殼在線尺寸測量與表面缺陷檢測系統CN201820540117.220180417G01B11/00無效基于柔體動力學模型的機器人關節振動分析與抑制方法CN201810333430.320180413B25J9/16未授權基于視覺的移動機器人編隊的協同定位系統CN201820457284.020180403G05D1/02無效一種多機器人協同作業任務的描述方法CN201810264324.420180328B25J9/16未授權一種可自鎖的變形輪機構CN2018102

256、61567.220180328B60B19/02未授權一種基于信息融合的重疊蘋果視覺識別與定位方法CN201810237321.120180321G06T7/11未授權一種機器人模糊采摘方法CN201810237080.020180321A01D46/30未授權一種基于 FPGA 圖像處理的目標定位分揀系統及其實現方法CN201810228884.420180320B07C5/342有權一種基于卡爾曼濾波的復雜場景下的LED燈追蹤方法及其系統CN201810184119.720180307G01C21/20未授權第三章 機器人行業國內外專利技術分析87一種基于卡爾曼濾波的復雜場景下的LED燈追

257、蹤系統CN201820308430.320180307G01C21/20有權一種基于微信小程序和ROS 的智能送餐機器人系統及其送餐方法CN201810177846.020180305G05D1/02未授權一種基于氧化鋅/銀納米線雜化網絡的柔性多功能傳感纖維及其制備方法CN201810177762.720180302D06M11/44有權上表列舉了華南理工大學申請的部分機器人相關專利。華南理工大學申請的機器人相關專利共有 1148 件，其中授權專利 420 件，失效專利 386 件。2011 年-2020 年專利申請量 1084 件，專利公開量 638 件。圖 3-8 華南理工大學機器人專利申

258、請、公開趨勢圖從圖 3-8 可知，華南理工大學機器人專利在 2014 年前的專利申請量增長較為緩慢，但是 2014 年以后，專利申請量呈現快速增長。說明華南理工大學加快了機器人產業在中國的布局和發展，使得專利申請量逐年迅速遞增。第三章 機器人行業國內外專利技術分析88圖 3-9 華南理工大學機器人專利按國際主分類分析結果圖圖 3-9 是華南理工大學機器人專利的技術構成分布圖，從圖中可知，華南理工大學機器人專利主要集中在 B25J9/16、B25J11/00、B25J9/00、G05D1/02 等，其中 B25J9/16 是程序控制；B25J11/00 是不包含在其他組的機械手；B25J9/00

259、 是程序控制機械手；G05D1/02 是二維的位置或航道控制。（4）山東魯能智能技術有限公司）山東魯能智能技術有限公司山東魯能智能技術有限公司成立于 2000 年，是山東省高新技術企業、山東省軟件企業，先后獲得山東省信息產業廳授予的“山東省優秀軟件企業”、濟南市政府授予的“濟南市創新型企業”等榮譽稱號。公司設有“山東省電力智能機器人工程技術研究中心”、“山東省配電自動化工程技術研究中心”、“山東省軟件工程技術中心”等三家省級工程技術中心及“濟南市高新區博士后流動工作站”?，F有各類專業人才 800 余名，其中博士學歷 7人、碩士學歷 50 余人，專業涵蓋計算機軟硬件、機電一體化、電力電子、人工智

260、能等各個學科，形成了一支強有力的科研開發隊伍，先后承擔了包括“863 計劃”在內的多個國家、省部級重點項目，取得了多項技術專利、軟件著作權及各類科技成果，并形成了一系列具有自主知識產權的高科技產品。山東魯能智能技術有限公司電力機器人產業基地變電站智能巡檢機器人正在巡檢作業在機器人技術快速發展的今天，利用機器人來代替或協助人類從事高危險、高強度、精密度的工作，成為科技發展的必然趨勢。電力機器人作為服務于電力系統而生產的特種機器人，由于用途廣泛、效果良好，國內外許多企業和科研機構爭先研發。山東魯能智能技術有限公司（以下簡稱“魯能智能”）自 2001年開始從事機器人核心技術研究，目前已發展成為國內電

261、力機器人研發、應用領第三章 機器人行業國內外專利技術分析89域的先行者。隨著魯能智能電網的快速發展和“三集五大”體系建設，電力機器人有了更廣闊的施展舞臺，除了核心產品變電站智能巡檢機器人以外，研發的室內軌道智能巡檢機器人、閥廳智能巡檢機器人、隧道智能巡檢機器人、架空輸電線路無人機巡檢系統、變電站設備帶電水沖洗機器人、架空線路絕緣包覆機器人、線路檢測（除冰）機器人、配網帶電作業機器人、絕緣子串檢測機器人為代表的一系列電力機器人悉數亮相，其中多款電力機器人已投運到全國各電力工作現場，涵蓋發電、輸電、配電、變電各個領域，并取得了良好的經濟效益和社會效益。為構筑技術優勢和產品優勢，確保在電力機器人領域

262、的創領者地位，魯能智能在電力機器人項目上布局多項自主知識產權，構建了變電站智能巡檢機器人的專利群，尤其在精確導航控制、模式識別、集中監控等核心關鍵技術進行了重點布局。魯能智能是山東省首批知識產權示范企業、國家知識產權優勢企業、工信部認定工業企業知識產權運用標桿企業，擁有山東省唯一一家電力機器人工程技術研究中心、山東省唯一一家省級電力機器人工程實驗室、電力行業內唯一一家電力機器人實驗室。公司研發的電力機器人產品還先后榮獲“首屆中國優秀工業設計金獎”、“中國外觀設計金獎”、“中國專利優秀獎”等國家級獎勵 7 項，榮獲“山東省科技進步一等獎”等省部級獎勵 29 項，充分印證了在研發電力機器人方面具有

263、強勁實力。面向未來，魯能智能將緊緊抓住全球能源互聯網、機器人和新能源戰略發展機遇，堅持以客戶為中心，以“三個建設”為保障，立足發展，突出創新創效，持續提升“科技創新、市場開拓、成果轉化和支撐服務”四種能力，聚焦“電氣自動化、電力機器人和新能源”三大核心業務，打造“技術創新和設計創新”雙核驅動發展模式，全力建設成為“國內一流、國際知名”的科技創新型高端智能裝備企業。由于電力行業的特殊性，人工巡檢電力設備的高危險性成為行業時時面對的大問題。面對行業難題，山東魯能智能技術有限公司選擇了主動創新，用前瞻性的眼光來研發行業急需的巡檢機器人。十幾年的研發、實踐，目前，山東魯能智能技術有限公司研發的巡檢機器

264、人已經在全國 20 多個省份應用。它不僅能以智能的算法，來進行導航，而且可以全天候的進行變電站的常規巡視，被稱作巡檢領域的“小神器”。第三章 機器人行業國內外專利技術分析90目前魯能智能正在研發的是第六代產品，在運動性能上，爬坡能力、通過能力，都得到很大提升，運行的速度也快了，實現了 3D 激光導航，導航精度大大提高了，另外，研發團隊把紫外攝像頭也融合在機器人身上，實現了自動避障。表 3-5 山東魯能智能技術有限公司主要機器人專利部分清單專利名稱專利名稱申請號申請號申請日申請日主主 IPC 分類號分類號法律效力法律效力一種云臺伺服控制方法及系統CN201910198808.820190315G

265、05D3/12審中一種電力行業應用的驅鳥機器人CN201920166868.720190130A01M29/00有權一種直角坐標式變電站室內檢測機器人及方法CN201810679609.420180627B25J9/02未授權一種直線電機式變電站室內檢測機器人及方法CN201810679664.320180627B25J11/00未授權真空吸附式變電站室內檢測機器人與方法CN201810678235.420180627B25J11/00無效磁吸式變電站室內檢測機器人與方法CN201810680494.020180627B25J11/00無效帶電檢修機器人的一鍵還原控制方法及系統CN201810

266、587276.220180608B25J5/00未授權變電站帶電檢修作業機器人系統及方法CN201810588651.520180608B25J5/00有權變電站帶電檢修作業機器人絕緣臂位姿控制系統及方法CN201810588629.020180608B25J9/16有權帶電檢修機器人的多傳感器融合控制方法及系統CN201810589388.120180608B25J9/16未授權一種變電站帶電檢修自主作業機器人平臺CN201810589396.620180608B25J5/00有權變電站帶電作業機器人帶電作業工具的控制系統CN201810588590.220180608G05B19/04有權

267、用于變電站帶電檢修作業的絕緣升降臂系統及方法CN201810587294.020180608F16M11/38有權變電站設備帶電檢修作業機器人CN201810589418.920180608B25J5/00未授權一種基于集控大數據的設備管理方法、裝置及系統CN201810560765.920180525G06Q10/00未授權一種基于機器人集控系統的機器人接口裝置及機器人CN201810514515.120180525H04L29/08未授權一種變電站巡檢機器人的狀態管理方法、裝置及設備CN201810560768.220180525G06Q10/06未授權伸縮機械臂式信息存儲實體件管理機器人

268、及方法CN201810402880.320180428B25J9/02未授權第三章 機器人行業國內外專利技術分析91一種全自動信息存儲實體件收納裝置及方法CN201810400820.820180428A47B63/00有權桁架式信息存儲實體件管理機器人及方法CN201810404149.420180428B25J11/00有權一種磁吸式信息存儲實體件收納裝置及方法CN201810401373.820180428A47B63/06未授權變電站帶電作業機器人導線修補工具的控制系統CN201810303215.920180407G05B19/04有權變電站帶電作業機器人帶電清掃工具的控制系統CN2

269、01810303214.420180407B08B1/00未授權變電站設備帶電檢修維護作業機器人控制系統CN201810303258.720180407B25J9/18未授權用于電力機器人的液壓支腿結構CN201810303282.020180407B25J9/14未授權變電站帶電作業機器人導線修補工具的控制系統CN201820478745.220180407G05B19/04有權變電站設備帶電檢修維護作業機器人控制系統CN201820478799.920180407B25J9/18未授權用于電力機器人的液壓支腿結構CN201820478837.020180407B25J9/14有權一種便于搬

270、運的變電站設備巡檢機器人CN201820255229.320180213B25J5/00有權一種便于搬運的變電站設備巡檢機器人CN201820255249.020180213B25J11/00有權一種隧道檢測機器人及隧道檢測系統CN201810072715.620180125B25J11/00有權一種巡檢機器人的安全運行方法及裝置CN201810071994.420180125G05D1/02有權一種電纜隧道微型自動防火門CN201810074517.320180125E21F17/12有權一種機器人的充電裝置CN201810071993.X20180125H02J7/00未授權充電用電極安裝

271、架及機器人CN201820126327.720180125H01R13/46有權一種變電站帶電水清洗機器人及其絕緣防護系統CN201820127573.420180125B08B3/02有權一種變電站絕緣子帶電水沖洗機器人自動對準系統CN201820129888.220180125B08B3/02無效一種軌道式隧道巡檢機器人定位系統CN201820130772.020180125G01C21/20有權一種自動充電裝置及機器人CN201721791037.620171220B25J11/00有權變電站絕緣子帶電水沖洗機器人的無線通信系統CN201721798037.920171220B08B3/

272、02有權用于海底電纜巡檢的水下機器人控制系統及方法CN201711259977.520171204B63C11/52有權水下機器人攝像機云臺實時控制系統及其方法CN201711260020.220171204H04N5/232未授權第三章 機器人行業國內外專利技術分析92一種水下電動機械臂作業吊艙及使用方法CN201711260047.120171204B63C11/52有權高壓輸電線路巡線機器人自主導航方法和系統CN201711259952.520171204G01C21/20無效一種改進的水下機器人作業機械臂廣義預測控制方法CN201711260983.220171204G05B13/04

273、有權一種海底電纜探測水下機器人及作業方法CN201711262447.620171204B63C11/42無效一種巡檢機器人及其防墜落方法和裝置CN201711204314.320171127B25J9/16有權預裝式電動汽車充電站監測系統CN201721553258.X20171120B60L11/18有權帶電作業機器人專用破螺母工具、機器人及其工作方法CN201710954716.920171013B25J11/00有權一種變電站帶電水沖洗機器人雙槍協同控制方法CN201710954710.120171013B08B3/02有權一種絕緣包覆機器人涂料供應系統及其方法CN2017108970

274、18.X20170928B05C11/10有權一種架空線路絕緣包覆機器人及其工作方法CN201710899460.620170928H02G1/02有權一種架空線路絕緣包覆機器人系統及其控制方法CN201710898929.420170928H02G1/02無效一種基于慣性捕捉技術的虛擬交互系統及其工作方法CN201710897035.320170928G05D1/08有權一種絕緣包覆機器人涂料供應裝置CN201721260046.220170928B05C11/10無效一種架空線路絕緣包覆機器人CN201721260174.720170928H01B13/16未授權一種變電站設備帶電清洗機器

275、人及其控制方法CN201710882171.520170926B25J11/00有權一種局部放電自動檢測裝置、系統及方法CN201710881225.620170926G01R31/12無效一種油位計的巡檢方法和裝置CN201710882264.820170926G06T7/10有權一種變電站數字儀表的數字識別方法和裝置CN201710882172.X20170926G06K9/34無效一種絕緣子清洗方法及系統CN201710880792.X20170926B08B3/02未授權基于軌道機器人的開關柜局部放電檢測系統及檢測方法CN201710880882.920170926G01R31/12有

276、權一種變電站室內軌道機器人維護裝置及工作方法CN201710880767.120170926G05D1/02有權第三章 機器人行業國內外專利技術分析93變電站設備帶電清洗機器人履帶式底盤控制系統及機器人CN201721241105.120170926B60L15/20有權一種變電站設備帶電清洗機器人履帶式底盤及機器人CN201721241776.820170926B62D57/02未授權變電站絕緣子帶電水沖洗機器人電源系統及機器人CN201721241156.420170926H02J7/00有權架空輸電線路地線全程自動移動機構、巡檢機器人及方法CN201710806162.820170908

277、H02G1/02有權架空輸電線路地線全程自動巡檢機器人、系統及方法CN201710806760.520170908B25J5/00有權表 3-5 列舉了部分山東魯能智能技術有限公司申請的機器人相關專利。山東魯能智能技術有限公司申請的機器人相關專利總數為 548 件，其中授權專利 417件，失效專利 105 件。2011 年-2020 年專利申請 525 件，專利公開 529 件。圖 3-10 山東魯能智能技術有限公司機器人專利申請、公開趨勢圖從圖 3-10 可知，山東魯能智能技術有限公司機器人專利在 2013 年之后受國家發展戰略性新興產業的政策影響開始有所增加，并且 2014 年開始大幅度的

278、增長，近幾年雖然稍有回落，但是已趨于穩定，2020 年以來未檢索到相關專利申請。第三章 機器人行業國內外專利技術分析94圖 3-11 山東魯能智能技術有限公司機器人專利按國際主分類分析結果圖圖 3-11 是山東魯能智能技術有限公司機器人專利的技術構成分布圖，從圖中可知，山東魯能智能技術有限公司機器人專利主要集中在 B08B3/02、G05D1/02、G01R31/00、B25J5/00、B25J11/00 等，其中：B08B3/02 是用噴射力來清潔；G05D1/02 是二維的位置或航道控制；G01R31/00 是電性能的測試裝置；電故障的探測裝置；以所進行的測試在其他位置未提供為特征的電測試

279、裝置；B25J5/00 是裝在車輪上或車廂上的機械手；B25J11/00 是不包含在其他組的機械手。（5）哈爾濱工業大學）哈爾濱工業大學哈爾濱工業大學，簡稱“哈工大”，是隸屬于工業和信息化部的全國重點大學，創建于 1920 年。20 世紀 50 年代，哈工大是中國政府確定的學習蘇聯先進教育制度的兩所院校之一。1954 年哈工大進入國家首批重點建設的 6 所高校行列，1984 年再次被確定為國家重點建設的 15 所大學之一，1996 年首批進入國家“211工程”重點建設的院校；1999 年，進入國家“985 工程”首批建設高校，同年，被國家確定為“向世界一流大學建設”的九所大學之一，與清華北大并

280、稱為“九校聯盟”（簡稱 C9）。哈爾濱工業大學是國家工業和信息化部直屬的七所全國重點大學之一，國家“111 計劃”和“珠峰計劃”重點建設的國家著名大學。學校積極參與了國家 16 個重大科技專項中的 12 項，在航天、機器人、小衛星、裝備制造、新能源、新材料等領域取得了一批重大標志性成果，為國家和地方的經濟社會發展作出了積極的貢獻。第三章 機器人行業國內外專利技術分析95哈工大擁有數個機器人科研院所和實驗室，其中以哈爾濱工業大學機器人研究所、機器人技術與系統國家重點實驗室和多智能體與機器人研究中心較為突出。哈爾濱工業大學機器人研究所成立于 1986 年，是國內最早開展機器人技術方面的研究單位之一

281、。自 1986 年研制成功我國第一臺點焊機器人以來，研究所得到了快速發展，設有國家“863”計劃智能機器人機構研究網點開放實驗室，在機器人技術的研究方向上有很大的優勢。研究所十分注重科研成果的轉化，2000年與海爾集團合作成立了“海爾哈工大機器人技術有限公司”，在智能服務機器人、注塑機取出機械手和工業機器人方面推出了一系列產品。2001 年成立了博實精密測控有限責任公司，在精密測量及驅動方面取得了一系列突破，產品在國內得到了廣泛的應用。機器人技術與系統國家重點實驗室成立于 2007 年，是我國最早開展機器人技術研究的單位之一，其前身主體是 1986 年成立的哈爾濱工業大學機器人研究所。早在上個

282、世紀 80 年代，即研制出我國第一臺弧焊機器人和第一臺點焊機器人。目前重點實驗室設有國家“863 計劃”智能機器人機構網點開放實驗室、國家“863 計劃”成果產業化基地、黑龍江省機器人技術重點實驗室、黑龍江省機器人技術工程中心、中德空間機器人技術聯合實驗室、宇航空間機構及控制技術國防科工委重點學科實驗室等機構。多智能體與機器人研究中心的前身智能機器人研究室于 1988 年成立。該研究室的主要研究方向是，基于人工智能學的機器人智能化，主要完成了微機 CAD工作站、走迷宮機器人、教學用智能機器人、水下機器人、宇宙勘探四足機器人、空間機器人坐標逆變換超高速算法、空間機器人自主控制地面試驗平臺、自由飛

283、行空間機器人仿真平臺、足球機器人及類人機器人等項目。從 1998 年開始重點研究分布式人工智能，于 2003 年在原有智能機器人研究室基礎上成立了多智能體與機器人研究中心，該研究中心的主要研究方向是，基于多智能系統理論的群機器人的協調與競爭技術及移動感知網絡及室內外機器人自主導航等。2012 年第七屆中國常州先進裝備制造技術成果展示洽談會開幕式上，哈工大與常州市簽訂了 關于共建哈爾濱工業大學常州高端裝備技術研究院的協議，成為繼哈工大宜興環保研究院之后，哈工大在江蘇地區建立的又一個校地共建的產業技術研究院。哈工大現設有機器人技術與系統”國家重點實驗室、國家機器第三章 機器人行業國內外專利技術分析

284、96人創新中心、中德空間機器人技術聯合實驗室等，為機器人研究提供了有利的平臺支撐。主要研發方向：表 3-6 哈爾濱工業大學主要機器人專利部分清單專利名稱專利名稱申請號申請號申請日申請日主主 IPC 分類號分類號法律效力法律效力一種槳腿式可變形水陸兩棲六足機器人CN202010893885.820200831B60F3/00有權一種壓電慣性驅動的二自由度耦合穿刺針進給機構CN202010893900.920200831A61B34/30有權六足機器人的自由容錯步態規劃方法、裝置及存儲介質CN202010530854.620200611B62D57/032有權面向 3C 裝配的雙模塊協作機器人協調

285、裝配系統及規劃方法CN202010295169.X20200415G05B19/418有權一種融合觸覺和視覺的機器人混合伺服控制裝置及方法CN202010101209.220200219B25J13/00有權一種可操縱多種相異結構動子的四指壓電機械手及其激勵方法CN202010065303.720200120B25J15/10有權一種 SMA 絲軸向驅動的水下推進裝置CN201911347671.420191224B63H11/02有權對手術器械夾持力感知模型進行訓練的方法CN201911327800.320191220A61B34/30有權第三章 機器人行業國內外專利技術分析97一種三體智能

286、系統架構及探測機器人CN201911283281.520191213G05D1/02有權一種用于繩驅蛇形機器人的實驗裝置CN201911081034.720191107B25J19/00有權UWB 與慣導融合的室內導航系統CN201811250138.120181025G01C21/20未授權穿戴式變構型外肢體機器人CN201811120246.720181019B25J9/00有權一種機器人用無回程間隙失電制動器CN201811209787.720181017F16D65/14有權一種球殼體構件的加工與裝配一體化裝置CN201811190652.020181012B25J11/00未授權一種

287、擺臂式輪履復合移動平臺CN201811168724.120181008B62D55/04未授權能擺蕩抓握遠距離桁架桿的攀爬桁架機器人及其控制方法CN201811098860.820180919B25J15/00未授權一種有限水域水下焊接機器人的人機協同控制系統CN201811023180.X20180903B23K9/00未授權一種用于薄壁零件打磨的支撐裝置CN201811012667.820180831B24B41/06有權艦載直升機自適應起落架著艦模擬系統CN201810992926.120180829B64F5/60有權一種顆粒增強剛度的氣動扭轉關節CN201810971448.6201

288、80824B25J17/00有權一種氣壓增強剛度的氣動扭轉關節CN201810971412.820180824B25J17/00有權腱繩傳動的耦合自適應三指差動機器人手爪裝置CN201810929933.720180815B25J15/00有權上肢助力外骨骼機器人CN201810909521.720180810B25J9/00有權一種基于視覺補償的機器人自動化插釘方法CN201810828510.620180725B25J9/16有權一種采用欠驅動串聯軟體氣動彎曲模塊的仿青蛙游動腿CN201810829621.920180725B63H1/30有權基于 QT 人機交互界面與電機伺服系統的移動機

289、器人運動控制系統CN201810654212.X20180622G05B19/042未授權基于鋰電池無線充電技術的移動機器人自主充電系統CN201810639347.920180620H02J7/04未授權一種基于變剛度彈性關節的欠驅動變剛度機械手CN201810639340.720180620B25J17/02未授權一種變剛度的柔性連續并聯機器人CN201810630451.120180619B25J9/00有權基于多傳感器融合的SLAM 與避障的移動底盤CN201810623638.920180615G05D1/02未授權第三章 機器人行業國內外專利技術分析98采用鋼絲繩傳動和彈簧復位的氣

290、動肌肉驅動仿青蛙游動腿機構CN201810623660.320180615B25J9/10未授權仿青蛙機器人髖關節CN201810614572.720180614B25J9/10無效一種電活性聚合物驅動的仿捕蠅草空間反衛星柔性抓捕機器人CN201810612899.020180614B25J11/00有權采用空間連桿機構的末端夾持器CN201810587993.520180608B25J17/00有權一種利用雙倍行程弧形滑軌的空間遠心點運動機構CN201810565716.420180604A61B34/30有權一種安裝在機器人末端的砂帶打磨工具CN201810542799.520180530

291、B24B21/00無效一種用于機器人自動化裝配工裝系統CN201810542800.420180530B23P19/00有權一種用于海底管道磁記憶檢測的水下機器人CN201810516698.020180525F16L1/26有權局部結構強化的大負載柔性力矩傳感器CN201810503041.020180523G01L3/00無效基于石墨自潤滑的抗偏載柔性力矩傳感器CN201810503915.220180523G01L3/10無效一種無滾筒及排線機構的恒力單元構型CN201810526557.720180521B25J9/10無效一種基于壓電振子的管道機器人及其激勵方法CN201810455

292、400.X20180514H02N2/00有權八索并聯重力補償系統的去冗余控制方法CN201810427634.320180507B25J9/16有權一種雙足間歇式跳躍機器人CN201810400551.520180428B62D57/02有權一種基于 SMA 絲驅動的仿人靈巧手手指CN201810403773.220180428B25J15/08有權基于逆磁致伸縮效應的非接觸式機器人關節扭矩測量裝置CN201810367931.320180423G01L3/10無效一種穿戴式柔性上肢外骨骼助力系統CN201810312004.120180409B25J9/00有權一種柔性上肢外骨骼機器人驅動

293、系統CN201810312005.620180409B25J9/00有權基于多機械臂著陸及叉形超聲波鉆進的小行星表面附著錨定裝置CN201810299366.120180404E21B7/00有權一種基于磁驅動微機器人的液體表面微構件傳輸方法及其裝置CN201810250399.720180323B25J7/00有權基于移動機器人的自適應末端夾持器CN201810183515.820180306B25J15/10有權一種可自斷足的充氣式軟 CN201810172403.220180301B62D57/032有權第三章 機器人行業國內外專利技術分析99體足爬行機器人一種具有冗余自由度的微創手術機

294、器人力反饋主操作手CN201810167532.220180228A61B34/37無效一種基于彈性元件的可變剛度被動柔順關節CN201810164493.020180227B25J17/02有權利用空間機械手操作系統實現人機協同擰松螺釘操作方法CN201810159679.720180226B25J9/16有權一種輪足同構變形式輪椅外骨骼機器人CN201810154134.720180222A61G5/04有權一種柔性驅動型雙向旋轉機器人關節CN201810144540.520180212B25J17/00未授權一種纖維交叉編織的柔性旋轉關節CN201810144556.620180212B

295、25J17/00有權一種爬壁機器人導軌吸盤機構、系統及控制方法CN201810142492.620180211B62D57/024有權一種吸盤式爬壁噴丸機器人控制系統及控制方法CN201810142482.220180211B63B59/04有權一種爬壁式噴丸機器人CN201810144652.020180211B24C1/08無效一種爬壁機器人的輔助吊裝設備及控制方法CN201810143020.220180211B66C23/16有權一種噴丸機CN201810144651.620180211B24C1/08有權基于混合信息輸入網絡模型的未知物體抓取位姿估計方法CN201810139292.

296、520180209G06T7/73有權基于共享神經網絡的可抓取物體識別方法CN201810139235.720180209G06K9/62有權一種基于外骨骼機器人的漸進式康復訓練方法CN201810107828.520180202A61H1/02有權一種仿人指充氣式軟體三指夾持器CN201810097076.920180131B25J15/00未授權基于降維解析的傳感器載荷外力測量中的重力補償方法CN201810097127.820180131B25J19/00無效一種用于機器人柔性關節的平面彈性體剛度測量裝置CN201810073883.720180125G01M5/00無效一種基于ROS的

297、主從異構遙操作控制系統CN201810068103.X20180124B25J3/00有權一種基于關節式氣動軟體致動器驅動的仿蛙游動機器人CN201711434588.120171226B63C11/00有權一種用于多足機器人的手足通用機構CN201711405314.X20171222B25J9/08有權一種有自傳感功能的人工 CN201711394840.020171221B25J9/10有權第三章 機器人行業國內外專利技術分析100肌肉空間翻滾目標電磁消旋微小消旋力測試平臺及其測試方法CN201711335186.620171214G01L5/00有權一種高精度大跨度煉鋼承載懸臂旋轉臺C

298、N201711345418.620171214B25J9/00有權面向搬運工作的氣動上肢助力外骨骼機器人CN201711278987.320171206B25J9/00無效一種全位姿主被動柔順機器人及利用該機器人的旋擰閥門方法CN201711273638.220171205B25J5/00有權表 3-6 列舉了哈爾濱工業大學申請的部分機器人相關專利。哈工大擁有機器人相關專利 1245 件，其中授權專利 634 件，失效專利 300 件。2011 年-2020 年專利申請量 1084 件，專利公開量 1032 件。圖 3-12 哈爾濱工業大學機器人專利申請、公開趨勢圖從圖 3-12 可知，哈爾濱

299、工業大學機器人專利申請量和公開量在 2014 年前較少，但 2014 年之后年發展迅猛，近幾年來的數量又有所下降。第三章 機器人行業國內外專利技術分析101圖 3-13 哈爾濱工業大學機器人專利按國際主分類分析結果圖圖 3-13 是哈爾濱工業大學機器人專利的技術構成分布圖，從圖中可知，哈爾濱工業大學機器人專利主要集中在 B25J9/00、B25J17/02、B25J17/00、B62D57/032 等，其中 B25J19/00 是關于與機械手配合的附屬裝置，例如用于監控、用于觀察；與機械手組合的安全裝置或專門適用于與機械手結合使用的安全裝置；B25J17/00 是關于接頭的；B25J17/02

300、 是機械手、裝有操縱裝置的容器的肘節；B62D57/032 是帶交替升起或順序升起的支承座或支腿；帶交替或順序升起的支腿或滑道。（6）清華大學）清華大學清華大學是中國著名高等學府，工學、管理學、理學、經濟學、傳播學、法學、醫學、哲學、文學、藝術學、歷史學等都是它的強項。清華是中國政府重點支持建設的兩所大學之一，國家首批“211 工程”和“985 工程”系列的重點大學，是九校聯盟（C9）的成員。清華大學是亞洲和世界最重要的大學之一。清華大學也是國內重要的科研基地之一，擁有大量的資源和平臺。截至 2012年 5 月 31 日，清華大學正在運行的科研機構共 317 個。其中的清華大學智能技術與系統國

301、家重點實驗室、清華大學制造工程研究所、清華大學精密儀器與機械學系等科研機構和院系，在機器人研究方面的成就較為突出。清華大學智能技術與系統國家重點實驗室主要研究方向為人工智能。實驗室建成以來，承擔了許多國家級的重大基礎與應用基礎研究項目，取得了一批重要研究成果。它們或者具有較高的理論水平和潛在的應用價值，如人工智能的問題第三章 機器人行業國內外專利技術分析102求解理論及應用、地球物理信號處理與識別方法及其應用、智能裝配機器人、自主式移動機器人和臨場感技術等，或者兼具學術研究與工程應用兩方面的重要價值，并已推廣應用，取得較明顯的經濟與社會效益，如有大時延遙操作系統的實時三維圖形仿真、指紋自動識別

302、系統、多字體印刷漢字識別系統、交互式自學習脫機手寫漢字識別系統、連呼多字詞大字表特定人漢語語音識別系統和中字表非特定人漢語語音識別系統、THOCR97 綜合集成漢字識別系統等。近年來，實驗室獲得國家級及部委級獎項 22 項，包括國家科技進步二等獎 1 項（THOCR97綜合集成漢字識別系統）、三等獎 1 項（地面軍用智能機器人）、國家自然科學四等獎 1 項（關于 ARMA 模型辨識與諧波恢復的研究）、以及部委一等獎 3 項等。在國內外學術刊物和國際會議上共發表學術論文 1000 多篇，學術專著 22 本，它們中的一些核心論文已被 SCI、EI、ISTP 和 SA 等檢索工具數十次地引用。清華大

303、學精密儀器與機械學系則開展了仿人機器人 THBIP 系列的研究，該研究的目的是發展先進機器人理論和技術，提高學科綜合研究水平，開發自主式仿人機器人樣機系統。目前已研制出 THBIP-型和 THBIP-樣機系統，初步解決了復雜的仿人機器人運動學和動力學建模、結構設計、關節伺服驅動、步行信息檢測，以及快速步態規劃等理論分析與實現技術，并實現了人體與樣機系統的行走性能類比測試，以及樣機的平地行走和上下樓梯等動作。此外，作為我國研制月球機器人的領頭羊，根據 中國航天“十五”發展綱要中，“開展以月球探測為主的深空探測的預先研究”的需要，由清華大學牽頭秘密研制了我國第一個月球機器人。表 3-7 清華大學主

304、要機器人專利部分清單專利名稱專利名稱申請號申請號申請日申請日主主 IPC 分類號分類號法律效力法律效力一種機器人系統以及測控方法CN202011333511.720201125B25J9/16有權基于關節驅動負載的噴涂機器人安裝位置確定方法及裝置CN202010989897.020200918B05B13/04有權機器人的關節電機轉矩系數與摩擦力同步測試方法和裝置CN202010843773.120200820G01L5/22有權一種吸附式并聯加工機器人CN202010594261.620200628B25J11/00有權外骨骼機器人測量系統、行走步態建模分析方法和設備CN2020104789

305、08.920200529A61B5/11有權第三章 機器人行業國內外專利技術分析103一種并聯抹平機器人及其控制方法CN202010348986.720200428E04F21/24有權機器人關節層控制方法及系統CN202010101656.820200219B25J9/16有權外肢體負重行走輔助機器人CN201911302372.920191217B25J9/00有權適應復雜管道的一體化機器人CN201911154836.620191122F16L55/32有權一種并聯輪足式機器人腿結構及移動機器人CN201911083283.X20191107B62D57/028有權一種基于感溫變色油墨材

306、料的多模態觸覺感知裝置CN201811004928.120180830B25J19/02未授權滑動基座補償式直線平夾自適應機器人手指裝置CN201810928428.020180815B25J15/00未授權具有線性平行抓取的連桿齒輪滑槽機器人手指裝置CN201810924936.120180814B25J15/00有權一種基于數據驅動的機器人直線軸定位誤差補償方法CN201810906285.320180810G05B19/404有權一種船舶用機器人噴涂裝置CN201810900680.020180809B05B13/04有權一種船舶用索并聯機器人超跨度噴涂軌跡規劃方法CN201810900

307、558.320180809B05B13/04失效一種可調剛度索驅動并聯裝置CN201810857721.220180731B25J9/00有權一種大型船舶分段自動化涂裝系統CN201810798002.820180719B05B13/04有權一種具有遠程運動中心的并聯式手術機器人CN201810786090.X20180717A61B34/35有權一種移動機器人視覺-雷達圖像跨模態檢索方法CN201810729617.520180705G06F17/30有權一種基于角點檢測的二維圖像邊緣平直化方法、裝置CN201810678570.420180627G06K9/46有權一種自驅動行走機器人及其

308、控制方法CN201810706000.120180626G05D1/02有權一種自主 3D 挖掘施工機器人CN201810639038.120180620E02F3/43有權共圓連桿齒輪滑軸式直線平夾自適應手指裝置CN201810631614.820180619B25J15/00有權擺桿滑槽直線平行夾持自適應機器人手指裝置CN201810596275.420180611B25J15/00有權一種基于平面兩自由度混聯機械臂的大行程力控加工機器人CN201810581019.820180605B25J9/00有權一種基于力控混聯機器人的大型結構件加工裝置CN201810581017.9201806

309、05B25J5/02有權第三章 機器人行業國內外專利技術分析104一種基于三自由度力控并聯模塊的移動式混聯加工機器人CN201810581018.320180605B25J5/02有權一種面向復雜曲面的大行程混聯加工機器人裝置CN201810570722.920180605B25J5/02有權一種基于MEMS慣性測量單元的姿態定位誤差修正方法CN201810524111.020180528G01C21/16有權自主推進型軟體機器人主體CN201810480355.320180518A61B1/005未授權一種基于液態金屬的 3D打印柔性機器人的制備方法CN201810464077.220180

310、515C22C28/00有權一種軟體爬行機器人CN201810447814.820180511B62D57/02未授權形狀記憶合金驅動的仿生爬壁機器人腿單元及機器人CN201810448505.220180511B25J18/00有權一種制造軟體機器人的模具及方法CN201810448310.820180511B29C39/26有權一種桁架式六自由度混聯機器人化加工裝置CN201810448724.020180511B25J9/00有權一種基于電機電流測量的3P3R 機械臂末端力估計方法CN201810446004.020180511B25J9/16有權一種基于 XGBoost 算法的機器人制

311、造單元自適應調度方法CN201810440569.820180510G06Q10/06未授權一種曲面噴涂軌跡規劃方法CN201810438437.120180509G05B19/408有權可降解診療機器人CN201810420112.020180504A61M31/00有權一種基于六桿機構的板簧式變剛度柔性驅動器CN201810400126.620180428B25J9/10有權全向交錯擺動桿陣自適應機器人手裝置CN201810379577.620180425B25J15/00有權一種高溫氣冷堆堆芯構件視覺檢測機器人CN201810354122.920180419G21C17/10有權基于視覺

312、伺服的箱型鋼結構現場全位置焊接機器人CN201810324408.220180412B23K37/02有權一種大范圍定位及姿態靈活調整的移動式加工機器人CN201810320745.420180411B25J9/00有權一種面向大型結構件加工的移動式機器人CN201810320741.620180411B25J5/00有權一種可折展式多軸聯動機器人CN201810319242.520180411B25J9/00有權一種軌道式大跨度可折展加工機器人CN201810319665.720180411B25J5/00有權第三章 機器人行業國內外專利技術分析105高速高負載并聯機器人CN20181031

313、1670.320180409B25J9/00有權四自由度高速高負載并聯分揀機器人CN201810311667.120180409B25J9/00有權動態場景機器人定位建圖系統及方法CN201810298042.620180404G06T7/73有權一種飛機整機自動化噴涂片區劃分和機器人站位規劃方法CN201810289182.720180330B05D7/00有權柔性支撐串聯工業機器人作業最優初始位姿確定方法CN201810289144.120180330B25J9/16有權柔性支撐工業機器人的一種工作空間求解方法CN201810291291.220180330B25J9/16有權一種基于觸覺

314、紋理特征的跨模態物體材質檢索方法CN201810270932.620180329G06F17/30有權一種基于深度強化學習的物體檢測方法CN201810257372.020180327G06T7/246有權齒條滑桿直線平夾間接自適應機器人手指裝置CN201810246140.520180323B25J15/00有權斜桿雙滑塊直線平夾間接自適應機器人手指裝置CN201810246837.220180323B25J15/00有權燃氣管道內檢測機器人放收系統及方法CN201810233728.720180321F16L55/46有權用于燃氣管道自動力檢測機器人的充電系統及充電方法CN20181023

315、3761.X20180321H01F38/14有權燃氣管道無纜檢測機器人無線通訊系統及通訊方法CN201810233748.420180321G08C17/02有權一種高速并聯機器人驅動系統參數優化選型方法CN201810234232.120180321B25J9/16有權滑桿延時變位直線平夾自適應機器人手指裝置CN201810213609.520180315B25J15/00失效基于梯度估計的自主式水下機器人場源搜索方法及系統CN201810211983.120180315G05D1/12有權共圓滑桿直線平夾感知自適應機器人手指裝置CN201810195820.920180309B25J15

316、/00未授權共圓滑桿直線平夾感知自適應機器人手指裝置CN201820330537.820180309B25J15/00有權機器人通信方法、裝置、機器人和計算機可讀存儲介質CN201810190599.820180308H04W16/18失效仿人機器人的結構與運動的協同優化方法CN201810166606.020180228G05B19/04有權一種客車底盤焊接機器人CN201820195573.820180205B23K37/02有權一種自主推土機器人CN201810003103.120180102E02F3/76有權第三章 機器人行業國內外專利技術分析106含帶傳動的變驅動運動鏈及含該運動鏈

317、的并聯機器人CN201711449726.320171227B25J9/00有權一種球形核燃料元件壓制球坯自動傳輸裝料裝置CN201711444232.620171227B65G47/91有權一種燒結爐自動上下料裝置CN201711444233.020171227F27B9/12失效一種球形核燃料元件車削加工自動上料裝置CN201711445153.720171227B65G47/90失效正交擺動滑管陣列自適應機器人手裝置CN201711435178.920171226B25J15/00有權一種利用基于學習遺傳進化算法的機器人雙軸孔裝配方法CN201711423471.320171225G05

318、B13/04有權一種利用深度強化學習實現機器人多軸孔裝配的方法CN201711420089.720171225B25J9/16有權一種用于空間螺旋件的電弧增材制造方法CN201711401584.320171222B23K9/04有權表 3-7 列舉了部分清華大學申請的機器人相關專利。清華大學擁有機器人相關專利 1007 件，其中授權專利 526 件，失效專利 313 件。2011 年-2020 年專利申請量 833 件，專利公開量 837 件。圖 3-14 清華大學機器人專利申請、公開趨勢圖從圖 3-14 可知，清華大學機器人的專利申請量比較穩定，但是隨著整個行業對機器人技術開發的重視度越來

319、越高，其研究投入和產出也在不斷增加，使得專利申請量近幾年逐年遞增。第三章 機器人行業國內外專利技術分析107圖 3-15 清華大學機器人專利按國際主分類分析結果圖圖 3-15 是清華大學機器人專利的技術構成分布圖，從圖中可知，清華大學機器人專利主要集中在 B25J15/00、B25J9/16、B25J15/08 等，其中 B25J15/00 是關于裝有夾頭的機械手；B25J15/08 是關于裝有抓手夾頭的機械手；B25J9/16 是程序控制（全面生產控制，即集中控制多臺機器入 G05B 19/418）；B25J15/08是有抓手構件（B25J 15/02，B25J 15/04 優先）。（7）發

320、那科株式會社）發那科株式會社FANUC 公司創建于 1956 年的日本，中文名稱發那科，是當今世界上數控系統科研、設計、制造、銷售實力最強大的企業之一。FANUC1959 年首先推出了電液步進電機，在后來的若干年中逐步發展并完善了以硬件為主的開環數控系統。進入 70 年代，微電子技術、功率電子技術，尤其是計算技術得到了飛速發展，FANUC 公司毅然舍棄了使其發家的電液步進電機數控產品，一方面從GETTES 公司引進直流伺服電機制造技術。1976 年 FANUC 公司研制成功數控系統 5，隨后又與 SIEMENS 公司聯合研制了具有先進水平的數控系統 7，從這時起，FANUC 公司逐步發展成為世

321、界上最大的專業數控系統生產廠家，產品日新月異，年年翻新。FANUC 公司在機器人研究和制造領域也有不俗的成績。FANUC 公司與上海電氣集團的合作企業上海發那科機器人有限公司，它是世界領先的iRVision 機器人視覺系統和先進的伺服技術的供應商之一，其設計的機器人以第三章 機器人行業國內外專利技術分析108“智能機器人”形象參加了 2010 年上海世博會，FANUC“世博機器人”是目前世界上科技含量最高的“人工智能機器人”，它身高 5 米、負重可達 1.3 噸，是世界最大的一款機器人，非常聰明智能。目前，日本 FANUC 公司是世界上最大的專業生產數控裝置和機器人、智能化設備的著名廠商之一。

322、2008 年 FANUC 成為世界上最大的機器人生產廠商，在全球第一個突破 20 萬臺機器人，市場份額穩居第一。該公司技術領先，實力雄厚，為當今世界工業自動化事業做出了重要貢獻。截至 2019 年，發那科機器人全球累計安裝臺數超過 60 萬臺，這一數字再次刷新了工業機器人單一品牌的全球裝機量記錄。表 3-8 發那科株式會社主要機器人專利部分清單專利名稱專利名稱申請號申請號申請日申請日主主 IPC 分類號分類號法律效力法律效力壽命評價裝置以及機器人系統CN201910603838.220190705B25J19/00有權控制裝置、控制系統以及計算機可讀介質CN201910478380.22019

323、0603G05B19/05有權取出散裝的工件的機器人系統以及機器人系統的控制方法CN201910407977.820190515B25J9/16有權機器人用重力平衡器以及機器人CN201910318767.120190419B25J19/00有權機器人的手腕結構CN201910269446.720190404B25J17/02有權使用電動機編碼器和傳感器來進行學習控制的機器人系統CN201910256931.020190401B25J13/00有權機器人的動作程序的設定裝置、機器人及其控制方法CN201910212839.420190320B25J9/16有權協作機器人的控制裝置以及控制方法C

324、N201910184842.X20190312B25J13/00有權機器人手、機器人、機器人系統及工件旋轉放入孔的方法CN201910156096.320190301B25J9/16有權作業機器人系統CN201910087353.220190129B25J9/00有權電纜損傷發現輔助裝置以及電纜損傷發現輔助方法CN201810597269.020180611H02P29/024有權控制裝置以及機器學習裝置CN201810575706.920180606B25J9/00有權修正機器人的軌道的機器人的示教裝置CN201810576189.720180606B25J9/22有權控制裝置以及機器學習裝

325、置CN201810570347.820180605G05B19/414有權第三章 機器人行業國內外專利技術分析109示教位置修正裝置和示教位置修正方法CN201810557468.920180601B25J19/00有權根據工件的動畫設定示教點的機器人的示教裝置CN201810577061.220180601B25J9/00有權顯示用于機器人的示教的信息的機器人系統CN201810517632.320180525B25J9/22有權工件供給系統CN201810515518.720180525G05B19/418有權測定零件的重量的重量測定系統以及方法CN201810481611.0201805

326、18G01G19/52有權直線導軌的損傷檢測裝置以及損傷檢測方法CN201810481417.220180518B25J19/00未授權形狀識別裝置、形狀識別方法以及計算機可讀介質CN201810473576.820180517G06F17/50有權工業用機器人CN201810473194.520180517B25J9/12未授權螺釘引導裝置以及螺釘緊固機器人系統CN201810461657.620180515B23P19/06有權供給控制裝置和供給控制方法CN201810463671.X20180515B25J13/08有權機器人系統CN201810462651.020180515B25J9

327、/00有權機床控制裝置以及生產系統CN201810455475.820180514G05B19/414有權機器人控制裝置以及計算機可讀介質CN201810433393.320180508B25J9/16有權工件取出系統CN201810405010.120180428B25J9/16有權操作裝置、機器人系統以及操作方法CN201810359950.120180420B25J9/16有權焊接機器人的示教系統及示教方法CN201810361177.220180420B23K37/00有權機器人系統CN201810342697.920180417B25J9/16有權機器人的離線示教裝置CN201810

328、331929.020180413G05B19/4097未授權控制裝置及機器學習裝置 CN201810326649.020180412G05B19/042有權手持式的機器人示教裝置 CN201810326970.920180412B25J9/00有權自動地生成機器人的動作軌跡的裝置、系統以及方法CN201810312084.020180409B25J9/16未授權注射成形系統以及注射成形方法CN201810302027.420180404B29C45/76有權成形系統CN201810303900.120180404B29C45/17有權機器人用臺架CN201810290584.920180403

329、B25J9/00有權機器人的控制裝置、機器學習裝置以及機器學習方法CN201810282921.X20180402B25J9/16有權離線編程裝置以及離線編程方法CN201810283879.320180402B25J9/16未授權具有外力顯示功能的機器人系統、處理裝置以及示教操作盤CN201810284128.320180402B25J9/00有權第三章 機器人行業國內外專利技術分析110夾具以及機器人系統CN201810293975.620180330B25J15/06未授權具有活體認證功能的機器人系統CN201810297924.020180330G06K9/00未授權機器人的示教裝置C

330、N201810275959.420180330B25J9/00有權機器人臂以及機器人CN201810266553.X20180328B25J18/00未授權機器人系統CN201810259568.320180327B25J9/00有權行為信息學習裝置、機器人控制系統及行為信息學習方法CN201810258132.220180327G05B19/42有權機床系統以及移動方法CN201810247833.620180323B23Q7/04未授權機床系統以及緊固方法CN201810247835.520180323B23Q37/00有權轉矩傳感器以及機器人CN201810244944.12018032

331、3G01L3/00有權機器人CN201810226796.020180319B25J9/04有權掃描器控制裝置、機器人控制裝置以及遠程激光焊接機器人系統CN201810218225.220180316G05B19/416有權機器人系統、測量數據處理裝置及測量數據處理方法CN201810194905.520180309B25J9/00有權機器人系統和機器人控制方法CN201810191717.720180308B25J9/16有權夾具設計輔助裝置以及機器人模擬裝置CN201810191105.820180308G06F17/50有權機器人以及機器人的控制方法CN201810187042.9201

332、80307B25J9/16未授權壽命評價裝置以及機器人系統CN201810161880.920180227B25J19/00有權機器人系統的模擬裝置、模擬方法以及計算機程序CN201810164521.920180227B25J9/16有權機器人的數據設定系統及其方法、計算機可讀取記錄介質CN201810159685.220180226B25J13/00有權機器人系統CN201810163038.920180226B25J9/16有權具有學習控制功能的機器人系統以及學習控制方法CN201810151988.X20180214B25J9/16有權機器人的動作指令系統、平板終端和平板終端的控制方法

333、CN201810152202.620180214B25J9/16有權機器人系統CN201810148563.320180213B25J9/16有權工件取出系統CN201810146875.020180212B25J9/16有權水平多關節型機器人及其倒置設置方法CN201810143807.920180211B25J18/00有權水平多關節型機器人CN201810138989.020180209B25J19/00有權輸送用工具CN201810123913.020180207B25J9/04有權改善工件取出動作的工件取出裝置以及工件取出方法CN201810118479.720180206B25J13/08有權第三章 機器人行業國內外專利技術分析111激光加工頭及具備拍攝裝置的激光加工系統CN201810118721.020180206B23K26/00有權加工系統以及機械控制裝置CN20181