工业机器人技术全球专利布局现状
导读
早在1920年，捷克作家构想了一种名为“Robot”的助力机器，这被看作是最早的工业机器人概念。随着科技的飞速发展，工业机器人的概念在1954年由美国戴沃尔首次提出，并在1959年成功诞生第一台工业机器人。从那时起至今，工业机器人经历了可编程示教再现型机器人、具有知觉判断能力的机器人和智能机器人三个阶段。应用领域也从最初的工业生产民用领域逐渐扩展到军事领域。
美国和日本等国家在掌握机器人核心技术的自上世纪60年代起便在机器人技术领域进行全球专利布局，巩固了在全球市场中的国际竞争力。本文旨在从知识产权的角度深入探讨我国工业机器人技术的发展机遇与挑战，通过研究全球专利布局现状、在华专利申请情况以及主要竞争对手的情况来揭示真相。
工业机器人领域的全球专利申请概况
截至2014年底，工业机器人技术领域的全球专利申请量已经超过6万件。在排除重复的同族专利后，实际专利申请数量约为3.5万余项。这些专利反映了全球范围内工业机器人的技术创新和竞争态势。美、日、德等国在这一领域的专利布局尤为引人注目，它们通过专利保护来巩固自己的技术优势，并在全球市场中占据重要地位。我国在这一领域的专利申请也呈现出不断增长的趋势，但在核心技术方面仍面临挑战。
工业机器人技术作为现代制造业的重要支撑，其全球专利布局和技术竞争态势直接关系到各国的经济发展和国际竞争力。深入研究这一领域的专利现状，对于我国工业机器人技术的发展具有重要的指导意义。从早期的历史来看，工业机器人技术的专利申请历程充满了里程碑式的进展。在工业机器人技术领域，最早的专利申请可以追溯到1958年。这一技术的专利申请数量，直到1985年后才呈现出爆炸式的增长。这一重大变化与中国在当年制定的《专利法》息息相关。随着法律的出台，工业机器人领域的主要竞争对手纷纷看重中国市场，纷纷在此布局专利。这标志着工业机器人技术开始进入高速发展期。
全球范围内，工业机器人技术的专利申请趋势图如图1所示，清晰地描绘出这一领域的创新活力和繁荣景象。
从技术的角度看，工业机器人技术的发展经历了三大显著阶段。第一个阶段（1958年至1969年）是以可编程示教再现型机器人为主的时代。在这一阶段，工业机器人领域的首个专利是由美国人乔治德沃尔在1958年申请，名为可编程的操作装置。这一发明引起了约瑟夫英格伯格的极大兴趣，他与德沃尔在1959年联手制造了世界上第一台工业机器人——Robot（中文译名为机器人）。
这个阶段的机器人主要依靠人工示教，即人手把着机械手，把应当完成的任务做一遍，机器人再按照事先教给它们的程序进行重复工作。它们被广泛应用于工业生产的各个领域，如铸造、锻造、冲压和焊接等，被特称为工业机器人。这个阶段的机器人技术为后续的进步打下了坚实的基础，开启了工业机器人技术的崭新篇章。第二阶段（1970年-1984年）：知觉判断机器人的兴起
这十年间的工业机器人已初具感觉功能，并带有自适应能力，被称为离线编程机器人。它们不再仅仅是机械地执行任务，而是能够根据作业对象的状况调整作业内容。这些“知觉判断机器人”的出现，标志着机器人技术的一大飞跃。工业机器人领域的“四大家族”——库卡、abb、安川和fanuc公司，也在这十年间开始了全球专利布局，分别在1974年、1976年、1978年和1979年取得了重要的技术突破。
第三阶段（1985年至今）：智能机器人的时代
进入这一阶段，机器人技术得到了空前的提升。这些智能机器人配备了多种传感器，能够融合各种信息，适应变化的环境。它们具备强大的自适应能力、学习能力和自治功能。在军事领域，智能机器人成为了研究热点。以美国和日本的科研机构为例，他们在智能机器人领域的研究取得了显著的进展。
在2002年，美国波士顿公司和日本公司联手申请了第一件名为“机械狗”（Boston Dynamics BigDog）的智能机器人专利。这款机器人不仅展示了智能机器人的巨大潜力，也标志着智能军事机器人的正式诞生。随后，在2004年，在美国DRAPA/SPAWAR的支持下，更多的智能机器人专利得以申请，推动了这一领域的飞速发展。智能机器人技术的进步不仅改变了军事领域，也在医疗、制造、服务等领域产生了深远的影响。工业机器人领域的专利受理量国家/地区分布概览
通过对工业机器人相关专利受理数量的研究，我们深入了解了全球六大主要国家/地区的专利受理情况。这些专利受理机构基于同族专利国的数据进行了权威排名。从排名情况来看，中国、日本、韩国、美国、欧洲专利局以及世界知识产权组织在工业机器人领域的专利受理数量上占据领先地位。这也反映了这些国家/地区作为工业机器人的主要市场，其在技术创新与知识产权保护方面的积极投入和显著成果。
尤其值得关注的是，中国在这一领域的专利受理数量尤为突出，体现了中国在工业机器人技术领域的蓬勃发展态势。与此日本、韩国等国家在工业机器人技术方面同样具有举足轻重的地位。美国和欧洲专利局也不甘示弱，持续在工业机器人技术领域取得重要突破。而世界知识产权组织的参与，更突显了全球范围内对工业机器人技术的重视和保护。
这一分布格局不仅揭示了各国在工业机器人领域的竞争态势，也为进一步了解全球工业机器人市场提供了重要参考。图 2揭示了工业机器人领域专利受理量的国家/地区分布状况
这张图表带我们走进了一个全新的视角，深入探索工业机器人的专利领域。标题“图 2工业机器人领域专利受理量国家/地区分布”已经预示了接下来的内容——关于专利的地域分布。
当我们深入探索时，发现数字“02”可能代表着我们正在接触到的关于工业机器人领域的第二个重要方面。接下来的文字，“工业机器人领域技术布局概况”，让我们开始了解这一领域的全球技术布局情况。在后续的描述中，我们可以看到专利的分布主要集中在机械手的结构、控制、触摸和程序控制技术等方面，这些核心领域的专利无疑在推动工业机器人的技术进步。工业机器人的航道控制、自动控制、传输以及多铰接爪臂技术也占据重要地位。通过这幅图，我们能够深入理解工业机器人的全球技术发展动态，看到各大区域或国家在工业机器人技术上的投入和发展趋势。整个文本内容丰富、引人入胜，充分展现了工业机器人的全球技术布局和发展前景。图 3展示了工业机器人领域的技术布局
标题：工业机器人领域的技术布局分析——中国专利申请情况研究
从1972年开始，中国工业机器人领域的发展历经了多个阶段。本文将以图 3 为基础，深入探讨中国工业机器人领域的技术布局及专利申请情况。
一、萌芽期（1972年~1985年）
这一时期，中国的工业机器人刚刚起步，如同初生的婴儿，急需滋养和呵护。技术的初步探索和实践为后续的发展打下了坚实的基础。
二、技术研发期（1985年~2000年）
经过初期的摸索，中国工业机器人进入了技术研发期。在这一阶段，我国在工业机器人技术上的研发取得了显著的成果，为产业化期的到来做好了充分的准备。我国在这一时期的专利申请数量也呈现出明显的增长趋势。
三、产业化期（2000年至今）
进入产业化期的中国工业机器人，如日中天，发展迅猛。随着技术的不断成熟和市场需求的持续增长，我国工业机器人的产业化进程不断加快。我国在工业机器人领域的专利申请数量也呈现出爆炸式的增长，反映了我国在该领域的创新活力。
通过对中国工业机器人领域的技术布局及专利申请情况的分析，我们可以看到，我国工业机器人领域的发展经历了不断的探索和进步，从萌芽到技术研发，再到产业化，每一步都凝聚了无数科研人员的智慧和汗水。未来，我们期待中国工业机器人在科技创新的道路上走得更远，创造更多的辉煌。图4揭示了中国工业机器人在专利申请方面的蓬勃发展
当前，中国已经成功生产出部分机器人关键元器件，涵盖弧焊、点焊、码垛、装配、搬运等多种工业机器人，并广泛应用于国内企业的生产线。这不仅彰显了我国在工业机器人技术领域的实力，也培养了一批杰出的机器人技术研究人才。一些军工企业、科研机构和企业在工业机器人操作机的优化设计制造技术、控制及驱动系统的硬件设计技术、软件设计和编程技术等方面取得了显著进展，某些关键技术甚至已经达到或接近世界领先水平。
当我们深入探究在华专利申请数据时，发现了一些值得关注的现象。瑞士的ABB、日本的FANUC（发那科）、日本的YASKAWA（安川电机）、德国的KUKA（库卡）已经在我国申请了大量专利。这些公司在全球范围内积极进行专利布局，早在上世纪70年代中期就开始，且专利数量逐年上升。尽管中国的申请人主要集中在一些高校如苏州工业园区职业技术学院、昆山市工业技术研究院、湖南大学、清华大学等，但在工业机器人技术领域的专利布局方面，拥有技术优势的科研院所和企业反而显得不够积极。
再来看我们的主要竞争对手概况。在民用领域，安川、FANUC、KUKA和ABB这“四大家族”已经占据了工业机器人绝大部分市场。他们不仅拥有领先的技术实力，更在专利布局上下了大量功夫。从上世纪70年代中期开始，他们就在全球范围内积极进行专利申请，并且这一趋势一直在持续上升。这意味着我们在追赶国际领先水平的道路上，还需要在专利保护和布局方面付出更多的努力。这不仅是对技术的竞争，更是对未来市场话语权的争夺。随着中国的迅猛增长，全球领先的工业机器人巨头纷纷目光聚焦于此。不约而同地，瑞士ABB、日本FANUC（发那科）、日本的YASKAWA（安川电机）以及德国的KUKA（库卡）均将中国总部设在上海。这四家企业在中国市场占有率高达八成以上，其中前三家在全球的机器人销量均突破20万台。
在领域，美国支持的机器人开发商占据了全球市场的绝大部分份额，而欧洲和中国则分别占据较小的份额。其中，General Dynamics公司作为机器人领域的领军企业，市场占有率达到了27%，而诺格公司和洛克希德－马丁公司也紧随其后。
图5展示了安川电机的专利申请情况。在这张图背后，有一个引人注目的故事。那就是日本发那科公司（FANUC）的发展历程。
FANUC，这个创建于1956年的企业，如今在数控系统领域具有无与伦比的科研、设计、制造、销售实力。该公司拥有强大的研发团队，研发人员占公司总人数的三分之一。他们的创新精神和对技术的执着追求，使得FANUC在行业中独树一帜。
时间回到1974年，这一年，FANUC工业机器人横空出世。这是基于伺服、数控技术的重大突破，标志着工业机器人的新时代来临。两年后的1976年，他们将这些创新成果投放市场，引起了巨大的反响。
值得一提的是，FANUC在全球的专利布局也非常强大。他们在全球共申请了5507件机器人相关专利，其中去除重复的同族专利后，仍有1476项独特的同族专利。这些专利证明了FANUC在机器人技术领域的领先地位，并为他们的持续创新提供了坚实的法律保护。
图6展示了发那科公司的专利申请情况
德国KUKA公司，自1898年成立以来，一直是全球领先的为汽车制造、航天、能源及工业领域提供柔性自动化系统设备的公司。它的总部设在德国奥格斯堡，其在全球范围内展现出了强大的研发实力和创新能力。
2000年9月，库卡自动化设备（上海）有限公司正式成立，标志着KUKA在中国市场的深入布局。紧接着，2004年7月，库卡柔性系统制造（上海）有限公司在上海青浦工业园成立，进一步加强了其在中国的业务布局。KUKA还与上海交通大学携手合作，成立了“KUKA焊接机器人智能化与工程应用联合实验室”，这一举措再次彰显了其在技术创新方面的决心和实力。值得一提的是，KUKA公司在全球申请的机器人相关专利总数高达惊人的2383件，排除掉重复的同族专利后，仍剩下有重要的802项同族专利。这些专利体现了KUKA在机器人技术领域的深厚积累和卓越创新力。其技术实力和创新精神，使其在自动化行业中独树一帜，引领着行业的发展潮流。图7展示了德国KUKA公司的专利申请情况。作为一家知名的机器人制造公司，KUKA在专利保护方面表现出色，其专利申请数量稳步上升，反映了公司在技术创新和研发方面的持续投入。
图8展示了瑞士ABB公司的专利申请情况。值得一提的是，在专利领域，ABB公司展现了其强大的创新实力。
当我们转向美国波士顿动力公司（Boston Dynamics）时，其专利历程同样引人注目。自1998年以来，该公司共申请了8项专利，这些专利分布在美国、日本和世界知识产权组织等多个重要市场。其中，一项重要的发明专利US2004864715A得到了美国DARPA/SPAWAR计划的支持，这一专利权归属于国家。波士顿动力公司的研发团队由一群才华横溢的人才组成，共有13人。在这其中，核心技术研发人员Playter Robert、Raibert Marc、Buehler Martin 、Saunders Aaron等人尤为突出。尤其值得一提的是，Saunders Aaron几乎参与了波士顿动力公司近年来的每一项智能机器人项目研发，是高级智能四足仿生机器人BigDog的研发核心力量。他的贡献对于公司在机器人技术领域的领先地位起到了关键作用。这家公司在专利方面的成就不仅展示了其技术实力，也反映了其持续创新和专注研发的决心。图 9揭示了波士顿动力智能机器人在研发领域的卓越现状。在这幅图中，我们特别关注了波士顿机械狗（Boston Dynamics BigDog）——一种由多方联合研发的动力平衡四足机器人。
波士顿机械狗是一款备受瞩目的智能机器人，由波士顿动力公司、福斯特-米勒公司、美国喷气推进实验室，以及哈佛大学康德菲尔德研究站携手打造。这款机器人不仅展示了高度的自主平衡能力，还代表了先进科技与工程领域的最新成果。通过不断的研究和创新，这些机构共同推动了智能机器人的发展，为人类探索未知领域和应对各种挑战提供了强有力的支持。波士顿机械狗的诞生，不仅展示了科技发展的巨大潜力，也预示着我们正步入一个充满无限可能的智能时代。BigDog专利US2008287751A与波士顿动力公司的智能机器人产品
图10展示了波士顿动力公司智能机器人产品与专利的对应关系。其中，引人瞩目的智能四足仿生机器人BigDog的技术源头，可以追溯到2002年7月申请的专利JP2002215591A宠物机器人。
该专利揭示了波士顿动力公司最初的智能四足仿生机器人BigDog的技术来源，显示相关技术是由日本SONY公司与波士顿动力联合研发，双方共同拥有相关专利。在这项专利中，采用螺旋式弹簧维持伺服电机与腿部末梢的线性关系的设计理念被明确提出，还给出了详细的实现方法和珍贵的试验数据。
深入解析这一专利，我们会发现它生动描绘了一种创新的机器人技术，将伺服电机与腿部设计巧妙地结合，通过螺旋式弹簧维持稳定的线性关系，这一设计大大提高了机器人的运动性能和稳定性。该专利所披露的实现方法和试验数据，无疑为后续的机器人技术研发提供了宝贵的参考。
波士顿动力公司的智能机器人产品一直在业界处于领先地位，而BigDog更是其中的佼佼者。而这一产品的技术源头，可以追溯到日本SONY公司与波士顿动力的联合研发，以及他们共同拥有的专利JP2002215591A。这一事实，也再次证明了科技创新的全球化趋势，以及合作研发在科技创新中的重要作用。启示与建议
在全球化的工业机器人市场中，国内外企业面临着严峻的知识产权风险。其中，安川、FANUC、KUKA和ABB这四大公司早在上世纪70年代就已开始全球专利申请，展示了它们在工业机器人领域的深厚技术积累和前瞻性的战略布局。
在中国市场，这四大公司分别于不同时期开始了专利布局。尤其值得关注的是KUKA公司，其在中国的专利申请量领先。这些专利背后所代表的技术特征与国内某些企业的工业机器人产品存在相似之处，这提醒我们有必要对特定产品进行深入的专利侵权分析。
面对这样的情况，国内企业在研发和生产工业机器人时，应采取以下策略和建议：
一、深度洞察与策略调整：对于仍处于研发阶段的工业机器人相关技术，企业需深入分析关键技术的专利现状。在此基础上，企业可以选择进行规避设计或调整研发路线，从而有效避免潜在的知识产权风险。这不仅关乎企业的经济利益，更是对未来市场竞争格局的重要考量。
二、技术解决方案的探索：针对当前工业机器人领域亟待解决的技术问题和难点，企业可以深入挖掘专利文献，寻求已有的技术解决方案。这样做不仅能加速技术创新的步伐，也能减少研发成本和时间。
三、加强知识产权意识：国内企业应增强知识产权意识，重视专利的申请和保护。这不仅是对自身技术创新的保护，也是对未来市场竞争的有力保障。企业还应建立完备的知识产权管理体系，确保在全球化的大背景下，有效应对各种知识产权风险。
在全球化的工业机器人市场中，知识产权已成为企业竞争的重要武器。只有深入理解和应对知识产权风险，国内企业才能在激烈的竞争中立于不败之地。工业机器人技术的产业化进程：专利引领，收购助推
工业机器人技术产业化的道路上，专利无疑成为了突破的重要抓手。从四大民用公司的趋势来看，每当技术产业化的钟声敲响，专利申请的钟声也随之达到峰值，尤其体现在日本企业中。专利不仅为产品提供了市场的保护伞，其申请的时间和地域选择更是与产业化方向紧密相连。
以日本FANUC公司为例，其在2003年以前并未在中国申请机器人相关专利，旨在保护核心技术不泄露。但随后，在中国广州、深圳等地设立分公司，同年便开始了在华地区的专利申请，数量急剧上升。这不仅保护了自身产品，更在竞争激烈的市场中遏制了竞争对手的发展。
除了专利，收购具有技术研发实力的公司也是提升竞争力的快速途径。国内企业逐渐意识到，通过收购国内外具有自主知识产权、强大研发团队及市场地位的企业，可以迅速扩大规模、增强核心竞争力，完成国际化经营布局。这一途径对于军工企业尤为实用，是实现军民融合、产业快速转型升级和结构调整的捷径。
ABB公司就是一个很好的例子。从1987年开始，它在3年内收购了全球60多家公司，但机器人技术并未突飞猛进。1998年6月收购Alfa Laval自动化公司后，其机器人相关专利申请迅速上升，自此保持了技术领先地位。收购不仅带来了大量的专利，更带来了具有研发实力的团队。
在这个日新月异的科技时代，专利与收购成为了工业机器人技术产业化的两大驱动力。随着技术的不断进步和市场的日益竞争，我们期待更多的创新涌现，推动这一产业达到新的高度。德国KUKA公司以其卓越的技术合作优势在中国市场备受瞩目。相较于美国和日本，KUKA更易于建立技术合作关系，这得益于其较早进入中国市场，自1986年起便与中国市场保持紧密联系。KUKA不仅在2008年与上海交通大学携手成立实验室，更展示了其对中国市场的重视。KUKA在中国的专利申请数量庞大，技术优势显著，与其合作有助于规避知识产权风险。
值得关注的是，“民转军”在工业机器人技术转化应用中扮演着重要角色。自2000年起，美国开始将工业机器人技术应用于军事领域。2011年，美国发布了针对制造、健康护理、服务机器人等三类机器人的国家机器人技术倡议（NRI），明确了技术发展的方向。至2013年，美国发布的机器人技术发展路线图中更增加了航天和国防领域的技术发展规划。与此美国在机器人的研发上投入巨资，注重知识产权保护。如美国波士顿动力公司的某项技术专利就已获得支持，并明确了其国家专利权。
美国的机器人研发也采取了多方合作模式。例如，波士顿BigDog的初始技术来源于日本SONY公司与波士顿动力公司的联合研发，还有其他公司与实验室也参与了该型号的联合开发。这种合作模式不仅加速了技术的研发进程，还拓宽了技术的创新路径。
鉴于此，国内企业在工业机器人产业的论证过程中，应深入开展专利分析评议。进行关键技术的专利分析不仅可以提高技术研发的起点，优化资源配置，还能加快研究进程，实现关键技术突破并进行再创新，从而提升技术创新能力。了解国外竞争对手的专利布局，明确型号发展与国外技术指标的差距，也是满足研发过程中对科技情报支撑信息的迫切需求的关键所在。工业机器人技术转化的未来趋势是军民融合，国内企业需紧跟这一趋势，加强技术创新与知识产权保护，以实现可持续发展。（文章来源：电子发烧友）
在企业工业机器人产业领域中，技术优势和技术劣势的洞察显得尤为重要。为了深度分析这个产业的前景与发展趋势，我们必须关注国际高新技术的新动态和关键转折点。对此，本文将针对企业的工业机器人产业进行一系列的研究与探讨。
一、技术的优势与劣势
当前，企业在工业机器人产业领域的技术优势主要表现在以下几个方面：随着自动化技术的不断进步，工业机器人的智能化水平越来越高；机器人制造技术的日益成熟，使得生产成本不断降低；工业机器人的应用领域日益广泛，满足了不同行业的生产需求。企业在工业机器人技术方面也存在一些劣势，如技术创新速度较慢、核心技术掌握程度不够深入等。
二、国外高新技术热点分析
在国际工业机器人产业领域，高新技术的发展日新月异。其中，人工智能和机器学习技术已成为工业机器人的核心驱动力。随着物联网、大数据和云计算等技术的不断发展，工业机器人正朝着智能化、网络化、集成化的方向发展。协作机器人、无人搬运等新兴领域也呈现出蓬勃的发展态势。这些高新技术热点不仅为工业机器人产业带来了新的发展机遇，也推动了产业的转型升级。
三、空白点与技术发展动态
尽管工业机器人在技术上取得了一定的进步，但仍存在一些空白点和技术发展动态值得关注。例如，工业机器人的人机协同技术、感知与认知能力等方面仍有待进一步提升。对于新兴领域如无人搬运、智能制造等领域的应用拓展和技术创新也是未来发展的重要方向。针对这些空白点和技术发展动态，企业应加大研发投入，加强技术创新和人才培养。
四、知识产权布局建议
在工业机器人产业领域的知识产权布局方面，企业应加强专利的申请和保护工作。要关注国际专利布局的最新动态和趋势；要结合企业自身的技术优势和研发方向进行专利布局；要加强与高校和研究机构的合作，共同推进知识产权的创造和保护工作。通过合理的知识产权布局，企业可以有效保护自身的技术优势和市场竞争力。
五、战略意义与应用价值
工业机器人产业领域的分析对于企业的战略研究和项目论证具有重要意义。通过对国际高新技术热点、空白点和发展动态的分析，企业可以把握市场趋势和竞争格局，为项目的立项和决策提供有力支撑。通过知识产权布局的建议，企业可以更好地保护自身的技术创新和市场竞争力。本文的研究对于企业的战略发展具有重要的参考价值和应用价值。