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揭示:全球機(jī)器人“專(zhuān)利”格局

日期:2018-09-01   人氣:  來(lái)源:互聯(lián)網(wǎng)
簡(jiǎn)介:1920年捷克作家描寫(xiě)了名叫Robot的幫人干苦力的機(jī)器,它是最早的工業(yè)機(jī)器人設(shè)想; 隨著科學(xué)技術(shù)發(fā)展,1954年美國(guó)戴沃爾最早提出了工業(yè)機(jī)器人的概念; 1958年申請(qǐng)了專(zhuān)利,1959年在美國(guó)誕生第一臺(tái)工業(yè)機(jī)器人。 五十多年來(lái)工業(yè)機(jī)器人經(jīng)歷了可編程示教再現(xiàn)型機(jī)……

1920年捷克作家描寫(xiě)了名叫Robot的幫人干苦力的機(jī)器,它是最早的工業(yè)機(jī)器人設(shè)想;

隨著科學(xué)技術(shù)發(fā)展,1954年美國(guó)戴沃爾最早提出了工業(yè)機(jī)器人的概念;

1958年申請(qǐng)了專(zhuān)利,1959年在美國(guó)誕生第一臺(tái)工業(yè)機(jī)器人。

五十多年來(lái)工業(yè)機(jī)器人經(jīng)歷了可編程示教再現(xiàn)型機(jī)器人、知覺(jué)判斷機(jī)器人、智能機(jī)器人三個(gè)階段,應(yīng)用領(lǐng)域也逐漸從工業(yè)生產(chǎn)的民用領(lǐng)域轉(zhuǎn)移到軍事領(lǐng)域。本文旨在通過(guò)研究機(jī)器人領(lǐng)域的全球?qū)@季脂F(xiàn)狀、在華專(zhuān)利申請(qǐng)現(xiàn)狀以及主要競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手現(xiàn)狀,庫(kù)卡機(jī)器人何服電機(jī)維修,從知識(shí)產(chǎn)權(quán)的角度揭示我國(guó)工業(yè)機(jī)器人技術(shù)發(fā)展的機(jī)遇與挑戰(zhàn)。

一、工業(yè)機(jī)器人領(lǐng)域全球?qū)@暾?qǐng)概況

截至到2014年底,工業(yè)機(jī)器人技術(shù)領(lǐng)域的全球?qū)@暾?qǐng)量已超過(guò)6萬(wàn)件,去掉重復(fù)的同族專(zhuān)利[1]后為3.5萬(wàn)余項(xiàng)。最早的專(zhuān)利申請(qǐng)出現(xiàn)在1958年,直到1985年后,專(zhuān)利申請(qǐng)數(shù)量才開(kāi)始出現(xiàn)大幅度增長(zhǎng),主要原因是中國(guó)在1985年制定《專(zhuān)利法》后,工業(yè)機(jī)器人領(lǐng)域主要競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手十分注重中國(guó)市場(chǎng),紛紛在中國(guó)進(jìn)行專(zhuān)利布局。目前,工業(yè)機(jī)器人技術(shù)正處于高速發(fā)展期。

圖1工業(yè)機(jī)器人技術(shù)領(lǐng)域全球?qū)@暾?qǐng)趨勢(shì)圖(注:藍(lán)色為全球?qū)@暾?qǐng)量綠色為在華專(zhuān)利申請(qǐng)量)

從技術(shù)發(fā)展歷程來(lái)看,工業(yè)機(jī)器人技術(shù)共經(jīng)歷三大階段:

第一階段(1958年-1969年)可編程示教再現(xiàn)型機(jī)器人:工業(yè)機(jī)器人領(lǐng)域的第一件專(zhuān)利是美國(guó)人喬治德沃爾在1958年申請(qǐng),名為可編程的操作裝置。約瑟夫英格伯格對(duì)此專(zhuān)利很感興趣,聯(lián)合德沃爾在1959年共同制造了世界上第一臺(tái)工業(yè)機(jī)器人稱(chēng)為Robot(中文譯名機(jī)器人),即人手把著機(jī)械手,把應(yīng)當(dāng)完成的任務(wù)做一遍,機(jī)器人再按照事先教給它們的程序進(jìn)行重復(fù)工作,主要用于工業(yè)生產(chǎn)的鑄造、鍛造、沖壓、焊接等生產(chǎn)領(lǐng)域,特稱(chēng)為工業(yè)機(jī)器人。

第二階段(1970年-1984年)知覺(jué)判斷機(jī)器人:這階段的工業(yè)機(jī)器人是具有一定的感覺(jué)功能和自適應(yīng)能力的離線編程機(jī)器人,其特征是可以根據(jù)作業(yè)對(duì)象的狀況改變作業(yè)內(nèi)容,即所謂的知覺(jué)判斷機(jī)器人。期間工業(yè)機(jī)器人四大家族:庫(kù)卡、ABB、安川、FANUC公司分別在1974年、1976年、1978年和1979年開(kāi)始了全球?qū)@季帧?/p>

第三階段(1985年-至今)智能機(jī)器人:此階段機(jī)器人帶有多種傳感器,能夠?qū)⒍喾N傳感器得到的信息進(jìn)行融合,能夠有效的適應(yīng)變化的環(huán)境,具有很強(qiáng)的自適應(yīng)能力、學(xué)習(xí)能力和自治功能。2000年以后,美國(guó)、日本等國(guó)開(kāi)始了智能軍用機(jī)器人研究,并在2002年由美國(guó)波士頓公司和日本公司共同申請(qǐng)了第一件機(jī)械狗

(BostonDynamicsBigDog)智能軍用機(jī)器人專(zhuān)利,2004年在美國(guó)DRAPA/SPAWAR支持下申請(qǐng)了智能軍用機(jī)器人專(zhuān)利。

1、工業(yè)機(jī)器人領(lǐng)域?qū)@芾砹繃?guó)家/地區(qū)分布

從工業(yè)機(jī)器人相關(guān)專(zhuān)利受理數(shù)量排名前六位國(guó)家/地區(qū)(專(zhuān)利受理機(jī)構(gòu),基于同族專(zhuān)利國(guó))的排名情況可以看出,相關(guān)專(zhuān)利受理數(shù)量最多的國(guó)家/地區(qū)依次是:中國(guó)、日本、韓國(guó)、美國(guó)、歐洲專(zhuān)利局、世界知識(shí)產(chǎn)權(quán)組織。這也體現(xiàn)了中、日、韓、美是工業(yè)機(jī)器人的主要市場(chǎng)。

圖2工業(yè)機(jī)器人領(lǐng)域?qū)@芾砹繃?guó)家/地區(qū)分布

2、工業(yè)機(jī)器人領(lǐng)域技術(shù)布局概況

下圖給出了工業(yè)機(jī)器人領(lǐng)域的全球技術(shù)布局情況,專(zhuān)利大都分布在機(jī)械手的結(jié)構(gòu)、控制、觸摸、安全和程序控制技術(shù),以及工業(yè)機(jī)器人的航道控制、自動(dòng)控制、傳輸、多鉸接爪臂技術(shù)。

圖3工業(yè)機(jī)器人領(lǐng)域技術(shù)布局

3、中國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)情況分析

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

目前我國(guó)已生產(chǎn)出部分機(jī)器人關(guān)鍵元器件,開(kāi)發(fā)出弧焊、點(diǎn)焊、碼垛、裝配、搬運(yùn)、注塑、沖壓、噴漆等工業(yè)機(jī)器人。一批國(guó)產(chǎn)工業(yè)機(jī)器人已服務(wù)于國(guó)內(nèi)部分企業(yè)的生產(chǎn)線上;一批機(jī)器人技術(shù)的研究人才也涌現(xiàn)出來(lái)。部分軍工企業(yè)、科研機(jī)構(gòu)和企業(yè)已掌握了工業(yè)機(jī)器人操作機(jī)的優(yōu)化設(shè)計(jì)制造技術(shù)、工業(yè)機(jī)器人控制、驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)技術(shù)、機(jī)器人軟件的設(shè)計(jì)和編程技術(shù)、運(yùn)動(dòng)學(xué)和軌跡規(guī)劃技術(shù)等技術(shù),某些關(guān)鍵技術(shù)甚至已達(dá)到或接近世界先進(jìn)水平。但是,在華專(zhuān)利申請(qǐng)數(shù)據(jù)顯示,瑞士的ABB、日本的FANUC(發(fā)那科)、日本的YASKAWA(安川電機(jī))、德國(guó)的KUKA(庫(kù)卡)已經(jīng)在我國(guó)申請(qǐng)了大量專(zhuān)利,中國(guó)申請(qǐng)人集中在蘇州工業(yè)園區(qū)職業(yè)技術(shù)學(xué)院、昆山市工業(yè)技術(shù)研究院、湖南大學(xué)、清華大學(xué)等高校,我國(guó)擁有技術(shù)優(yōu)勢(shì)的科研院所和企業(yè)反而不太關(guān)注工業(yè)機(jī)器人技術(shù)領(lǐng)域的專(zhuān)利布局。

二、主要競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手概況

在民用領(lǐng)域,國(guó)際上占據(jù)了工業(yè)機(jī)器人絕大部分市場(chǎng)的四大家族:安川、FANUC、KUKA、ABB公司,自上世紀(jì)70年代中期開(kāi)始了全球?qū)@季郑⑶抑鹉晟仙M瑫r(shí),中國(guó)增長(zhǎng)讓全球領(lǐng)先的工業(yè)機(jī)器人巨頭都把目光投向這塊土地,不約而同的是,總部在瑞士的ABB、日本的FANUC(發(fā)那科)、日本的YASKAWA(安川電機(jī))、德國(guó)的KUKA(庫(kù)卡)都將其中國(guó)總部設(shè)在上海。目前,這四家企業(yè)在中國(guó)市場(chǎng)占有率總共達(dá)到八成以上,前三家在全球的機(jī)器人銷(xiāo)量都突破了20萬(wàn)臺(tái)。

在軍用領(lǐng)域,由美國(guó)政府支持的軍用機(jī)器人開(kāi)發(fā)商占據(jù)了全球軍用機(jī)器人市場(chǎng)的85%,歐洲占據(jù)15%,而中國(guó)僅為0.1%。軍用機(jī)器人領(lǐng)軍企業(yè)GeneralDynamics市場(chǎng)占有率為27%,庫(kù)卡機(jī)器人驅(qū)動(dòng)器維修,諾格公司、洛克希德-馬丁公司緊隨其后。

1、日本安川電機(jī)(Yaskawa)

1915年合資公司安川電機(jī)制作所成立。安川電機(jī)自1977研制出第一臺(tái)全電動(dòng)工業(yè)機(jī)器人以來(lái),旗下?lián)碛蠱otoman美國(guó)、瑞典、德國(guó)以及SyneticsSolutions美國(guó)公司等子公司,至今共生產(chǎn)13萬(wàn)多臺(tái)機(jī)器人產(chǎn)品,而最近2年生產(chǎn)的機(jī)器人3萬(wàn)多臺(tái),超過(guò)了其他的機(jī)器人制造公司。2005年4月,該公司宣布將投資4億日元,建造一個(gè)新的機(jī)器人制造廠,該公司每月工業(yè)機(jī)器人生產(chǎn)能力將達(dá)到2000臺(tái)。安川公司在全球申請(qǐng)的機(jī)器人相關(guān)專(zhuān)利4505件,去掉重復(fù)的同族專(zhuān)利為1949項(xiàng)同族專(zhuān)利。

圖4安川電機(jī)的專(zhuān)利申請(qǐng)情況(注:藍(lán)色為全球?qū)@暾?qǐng)紅色為在華專(zhuān)利申請(qǐng))

2、日本FANUC

日本發(fā)那科公司(FANUC)創(chuàng)建于1956年,是當(dāng)今世界上數(shù)控系統(tǒng)科研、設(shè)計(jì)、制造、銷(xiāo)售實(shí)力最強(qiáng)大的企業(yè),www.twshmhelmet.com,研發(fā)人員占公司總?cè)藬?shù)的1/3/。1974年,F(xiàn)ANUC工業(yè)機(jī)器人問(wèn)世基于伺服、數(shù)控基礎(chǔ),1976年投放市場(chǎng)。FANUC公司在全球申請(qǐng)的機(jī)器人相關(guān)專(zhuān)利5507件,去掉重復(fù)的同族專(zhuān)利為1476項(xiàng)同族專(zhuān)利。

圖5發(fā)那科公司的專(zhuān)利申請(qǐng)情況(注:藍(lán)色為全球?qū)@暾?qǐng)紅色為在華專(zhuān)利申請(qǐng))

3、德國(guó)KUKA

KUKA公司成立于1898年,總部設(shè)在德國(guó)奧格斯堡,是為汽車(chē)制造、航天、能源及工業(yè)領(lǐng)域提供柔性自動(dòng)化系統(tǒng)設(shè)備的公司。2000年9月,庫(kù)卡自動(dòng)化設(shè)備(上海)有限公司正式成立。2004年7月,庫(kù)卡柔性系統(tǒng)制造(上海)有限公司在上海青浦工業(yè)園成立。2008年12月,在上海交通大學(xué)成立KUKA焊接機(jī)器人智能化與工程應(yīng)用聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室。KUKA公司在全球申請(qǐng)的機(jī)器人相關(guān)專(zhuān)利2383件,去掉重復(fù)的同族專(zhuān)利為802項(xiàng)同族專(zhuān)利。

圖6德國(guó)KUKA公司的專(zhuān)利申請(qǐng)情況(注:藍(lán)色為全球?qū)@暾?qǐng)紅色為在華專(zhuān)利申請(qǐng))

4、瑞士ABB

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