1920年捷克作家描述了名叫“Robot”的帮人干夫役的机械，它是最早的工业机器人假想。跟着科学技术开展，1954年美国戴沃尔最早提出了工业机器人的观点，1958年请求了专利，1959年正在美国出生第一台工业机器人。五十多年去工业机器人阅历了可编程示教再现型机器人、知觉断定机器人、智能机器人三个阶段，应用领域也渐渐从工业生产的民用范畴转移到军事范畴。

美、驲、德等国正在把握机器人范畴核心技术的同时，自20世纪60年月以来便致力于机器人技巧范畴的寰球专利结构，以此强固了正在寰球市场规模内的国际焦点竞争力。本文致力于经由过程研讨机器人范畴的寰球专利结构近况、正在华专利申请近况和次要竞争对手近况，从知识产权的角度展现我国工业机器人技巧开展的机缘与应战。

一、工业机器人范畴寰球专利申请表面

停止到2014岁尾，工业机器人技巧范畴的寰球专利申请量已跨越6万件，去掉反复的本家专利[1]后为3.5万余项。最早的专利申请呈现正在1958年，直到1985年后，专利申请数目才起头呈现大幅度增加，次要缘故原由是中国正在1985年拟定《专利法》后，工业机器人范畴次要竞争对手非常注重中国市场，纷繁正在中国停止专利结构。现阶段，工业机器人技巧正处于高速发展期。

图1工业机器人技巧范畴寰球专利申请趋向图

从技巧开展过程来看，工业机器人技巧共阅历三大阶段：

第一阶段可编程示教再现型机器人：工业机器人范畴的第一件专利是美国人乔治德沃尔正在1958年请求，名为可编程的操纵安装。约瑟夫英格伯格对此专利很感兴趣，结合德沃尔正在1959年配合制造了世界上第一台工业机器人称为Robot，即人手把着机械手，把应该实现的使命做一遍，机器人再依照事先教给它们的顺序停止反复事情，次要用于工业生产的锻造、铸造、冲压、焊接等出产范畴，特称为工业机器人。

第二阶段知觉断定机器人：那阶段的工业机器人是存在必然的感到功用跟自适应能力的离线编程机器人，其特点是可以依据功课工具的情况转变功课内容，即所谓的“知觉断定机器人”。时代工业机器人“四大家族”：库卡、ABB、安川、FANUC公司离别正在1974年、1976年、1978年跟1979年起头了寰球专利结构。

第三阶段智能机器人：此阶段机器人带有多种传感器，可能将多种传感器失掉的信息停止融会，可能无效的顺应变更的情况，存在很强的自适应能力、学习才能跟自治功用。2000年当前，美国、日本等国起头了智能军用机器人研讨，并正在2002年由美国波士顿公司跟日本公司配合请求了第一件“机器狗”（BostonDynamicsBigDog）智能军用机器人专利，2004年正在美国DRAPA/SPAWAR撑持下请求了智能军用机器人专利。

1、工业机器人范畴专利受理量国度/地域漫衍

从工业机器人相关专利受理数目排名前六位国度/地域的排名环境可以看出，相关专利受理数目最多的国度/地域依次是：中国、日本、韩国、美国、欧洲专利局、世界知识产权组织。那也表现了中、驲、韩、美是工业机器人的次要市场。

图2工业机器人范畴专利受理量国度/地域漫衍

2、工业机器人范畴技巧结构表面

下图给出了工业机器人范畴的寰球技巧结构环境，专利多数漫衍正在机械手的布局、节制、触摸、平安跟程序控制技巧，和工业机器人的航道节制、自动控制、传输、多铰接爪臂技巧。

图3工业机器人范畴技巧结构

3、中国专利申请环境剖析

我国工业机器人起步于1972年，其开展进程大抵可分为三个阶段：1972年~1985年的萌芽期；1985年~2000年的技巧研发期；2000年至今的产业化期。

图4工业机器人正在中国的专利申请环境

现阶段我国已出产出部门机器人要害元器件，开辟出弧焊、点焊、码垛、拆卸、搬运、注塑、冲压、喷漆等工业机器人。一批国产工业机器人已效劳于海内部门企业的生产线上；一批机器人技巧的研讨人材也涌现出来。部门军工企业、科研机构跟企业已把握了工业机器人操作机的优化计划制造技巧、工业机器人节制、驱动体系的硬件计划技巧、机器人软件的计划跟编程技术、运动学跟轨迹计划技巧等技巧，某些关键技术以至已到达或濒临世界进步前辈程度。可是，正在华专利申请数据显现，瑞士的ABB、日本的FANUC、日本的YASKAWA、德国的KUKA曾经正在我国请求了大批专利，中国申请人集合正在苏州工业园区职业技巧学院、昆山市工业技巧研究院、湖南大学、清华大学等高校，我国拥有技巧劣势的科研院所跟企业反而不太存眷工业机器人技巧范畴的专利结构。

两、次要竞争对手表面

正在民用范畴，国际上占领了工业机器人绝大部分市场的“四大家族”：安川、FANUC、KUKA、ABB公司，自上世纪70年月中期起头了寰球专利结构，而且逐年回升。同时，“中国增加”让寰球当先的工业机器人巨子皆把眼光投向这块地盘，不约而同的是，总部正在瑞士的ABB、日本的FANUC、日本的YASKAWA、德国的KUKA皆将其中国总部设在上海。现阶段，那四家企业正在中国市场占有率统共到达八成以上，前三家正在寰球的机器人销量皆冲破了20万台。

正在军用范畴，由美国政府撑持的军用机器人开发商占领了寰球军用机器人市场的85％，欧洲占领15％，而中国仅为0.1%。军用机器人领军企业GeneralDynamics市场占有率为27%，诺格公司、洛克希德－马丁公司紧随其后。

1、日本安川机电

1915年合伙公司安川机电建造所建立。安川机电自1977研制出第一台齐电动工业机器人以来，旗下拥有Motoman美国、瑞典、德国和SyneticsSolutions美国公司等子公司，至今共出产13万多台机器人产物，而比来2年出产的机器人3万多台，跨越了其他的机器人制造公司。2005年4月，该公司公布将投资4亿日元，制作一个新的机器人制造厂，该公司每个月工业机器人生产能力将到达2000台。安川公司正在寰球请求的机器人相关专利4505件，去掉反复的本家专利为1949项本家专利。

图5安川机电的专利申请环境

2、日本FANUC

日本发那科公司(FANUC)创立于1956年，是当今世界上数控系统科研、计划、制造、发卖实力最壮大的企业，研发职员占公司总人数的1/3/。1974年，FANUC工业机器人问世——基于伺服、数控根底，1976年投放市场。FANUC公司正在寰球请求的机器人相关专利5507件，去掉反复的本家专利为1476项本家专利。

图6发那科公司的专利申请环境

3、德国KUKA

KUKA公司建立于1898年，总部设在德国奥格斯堡，是为汽车制造、航天、动力及工业范畴供给柔性自动化体系设备的公司。2000年9月，库卡自动化设备有限公司正式建立。2004年7月，库卡柔性体系制造有限公司正在上海青浦工业园建立。2008年12月，正在上海交通大学建立“KUKA焊接机器人智能化与工程使用结合实验室”。KUKA公司正在寰球请求的机器人相关专利2383件，去掉反复的本家专利为802项本家专利。

图7德国KUKA公司的专利申请环境

4、瑞士ABB

ABB是由两个汗青100多年的国际性企业瑞典的阿西亚公司跟瑞士的布朗勃法瑞公司（BBCBrownBoveri）正在1988年归并而成，两公司离别建立于1883年跟1891年。ABB集团的营业遍及寰球100多个国度，拥有107000名员工，ABB集团跨越一半的营业额来自欧洲市场，远四分之一来自亚洲、中东跟非洲，五分之一来自北北美洲市场。ABB公司正在寰球请求的机器人相关专利3389件，去掉反复的本家专利为923项本家专利。

图8瑞士ABB公司的专利申请环境

5、美国波士顿能源公司

美国波士顿能源公司自1998年以来共申请专利8项，此中美国5项，日本1项，世界知识产权组织2项。此中一项发明专利US2004864715A是取得美国政府DARPA/SPAWAR筹划撑持，该专利权属于国度。该公司的次要研发团队职员有13人，核心技术研发职员是PlayterRobert、RaibertMarc、BuehlerMartin、SaundersAaron，特别是SaundersAaron介入了波士顿能源公司比年的每一项智能机器人名目研发，是高等智能四足仿生机器人BigDog的研发焦点力气。

图9波士顿能源智能机器人研发近况

波士顿机器狗（BostonDynamicsBigDog）是一种能源均衡四足机器人，由波士顿能源公司、福斯特-米勒公司、喷气促进实验室，和哈福大学康德菲尔德研讨站配合研发。

BigDog

专利US2008287751A

图10波士顿能源公司智能机器人产物与专利对应环境

2002年7月请求的专利JP2002215591A宠物机器人展现了波士顿能源公司最初的智能四足仿生机器人BigDog的技巧起源，该专利显现相关技巧是由日本SONY公司与波士顿能源结合研发，并由单方共有相关专利。该专利表露了采取螺旋式弹簧保持伺服电机与腿部末梢的线性关系，并给出了详细的实现方式与相关实验数据。

三、启迪与发起

1、国内外工业机器人市场面对知识产权危险

安川、FANUC、KUKA、ABB公司四大公司正在上世纪70年月起头了寰球专利申请，离别于1995年、2003年、1985年、1996年起头正在中国停止专利结构，特别是KUKA公司正在中国专利申请量最大。四大公司所请求的部门专利的技巧特点与海内某些企业相关工业机器人产物近似，发起后续针对详细的产物做具体的专利侵权剖析。海内大部分工业机器人相关技巧另有部门处于研发阶段，一方面可以依据关键技术的专利近况停止躲避计划或许调剂研发门路，制止后续知识产权危险；另一方面可以针对详细的亟待的技巧问题跟难点正在专利文献中探求技巧解决方案。

2、工业机器人技巧产业化应以专利为突破口

从四大民用公司的专利申请趋向来看，每一次技巧产业化的工夫面皆是专利申请量的峰值，特别是日本企业。专利是产物进入市场的保护伞，专利申请的工夫跟地区取舍与产业化开展标的目的密切相关。例如，日本FANUC公司正在2003年之前从未正在华请求机器人相关专利，次要是防备泄露相关技巧，可是于2003年正在中国广州、深圳等天设立远十家分公司，同年便起头了正在华地域的专利申请，专利申请量急剧回升，如许不只可以护卫自身产物，借能停止竞争对手的开展。

3、收买存在技巧研发实力的公司是快捷晋升竞争力的方法

支并购国内外存在自立知识产权、较强的研发团队和当先的市场位置的相关企业也渐渐成为海内企业快捷晋升范围、晋升焦点竞争力、快捷实现国际化运营结构的重要途径，也是军工企业实现军民融会式开展、产业快捷转型进级跟结构调整的便利之路。一方面可以间接取得大批专利，另一方面是可以取得存在研发实力的团队。例如，ABB公司从1987年起头的3年内收买了寰球60多家公司，可是机器人技巧方面并未快捷开展，可是自从1998年6月收买AlfaLaval自动化公司，1998年10月收买ElsagBailey公司之后，机器人相关专利申请急速回升，自此起头连结了技巧劣势。

此中，KUKA是德国公司，相较于美国、日本来讲更容易技巧协作，而且KUKA进入中国市场较早，可见其对中国市场的关注度下，一起头进入中国是1986年赠予中国一汽工业机器人的友爱方法。2008年KUKA与上海交大结合建立实验室，是比力有时机停止技巧协作或许引进相关人材的。另外，KUKA正在中国的专利申请量较大，曾经具有了必然的技巧劣势，与其结合可以制止更多的知识产权危险。

4、工业机器人技巧转化使用应存眷“民转军”

2000年后，美国渐渐起头将工业机器人技巧转化使用到军事范畴，而且正在2011年宣布了针对针对制造、安康照顾护士/医药机器人、效劳机器人三类机器人的国度机器人技巧建议，明白了美国机器人技巧开展门路，可是正在2013年宣布的美国机器人技巧开展路线图中新增长了航天跟国防范畴机器人技巧开展计划。同时，美国正在花巨资研讨军用机器人时非常注重相关知识产权护卫，例如美国波士顿能源公司的发明专利US2004864715A显现，该专利已取得美国政府DARPA/SPAWAR筹划撑持，同时也划定其专利权属于国度；另一方面，美国的军用机器人研发采用多方协作，例如波士顿BigDog最初的技巧就是来源于日本SONY公司与波士顿能源公司结合研发，从其他媒体报道显现，该型号借与福斯特-米勒公司、喷气促进实验室、哈福大学康德菲尔德研讨站停止了联合开发。

发起海内企业正在工业机器人产业论证中展开完全的专利剖析评断，展开关键技术的专利剖析可能进步技巧研发出发点、优化资源配置、放慢研讨历程，实现关键技术冲破并停止再翻新，从而快捷晋升技巧创新能力；同时，把握外洋对标公司的专利结构、摸清型号开展与外洋技术指标的差异，知足研发进程中对科技情报支持信息的火急需要。正在此基础上，联合企业工业机器人产业范畴技巧劣势跟技巧优势，剖析外洋高新技术热点、空白点、开展静态跟标的目的，为产业提出知识产权结构发起，为策略研讨、名目论证、名目立项供给决议计划支持。