重点产品（焊接、装配）
截至检索日，全球范围内焊接机器人专利申请共计15991项，装配机器人专利申请共计32584项。从专利申请的地域分布情况看，日本是焊接机器人专利产出最多的国家，中国是装配机器人专利产出最多的国家。
日本在机械手、焊接、控制等技术方向的专利申请具有明显优势；中国的专利申请多集中于金属加工领域；美国、德国在工业机器人多个技术分支上都有一定数量的专利申请，技术布局更加全面、均衡。相比其他国家，美国、德国的工业机器人（包括焊接、装配等）技术更先进，功能更全面，性能更可靠，精确度、适应性也很强。
根据特定技术类别专利申请量占比，可以发现当前技术创新的热点。焊接机器人领域，焊接相关技术的研发热点包括：
1)焊接工艺
焊接工艺相关专利申请量最多的技术方向包括：弧焊（电弧焊接，占比38.48%）、点焊（电阻点焊，占比17.17%）、能量束焊接，如激光束焊接（占比12.72%）、火焰焊接（占比2.08%）、等离子焊接（占比1.55%）。钎焊技术专利申请量次于熔焊，占比为4.88%；压焊技术专利量最少，占比仅1.55%。
弧焊是目前机器人自动化焊接中最受关注的方向。主要有以下优点：①机械手受控运动方式是连续轨迹控制型，因此运动轨迹的重复精度、焊枪的姿态、焊接参数都有更精确的控制；②弧焊机器人具有可靠的引弧和收弧功能，能够实时检测出焊缝偏差，并调整焊接路径和焊接参数，保证焊接质量的可靠性。弧焊过程中的焊缝跟踪技术专利申请量最多，经过多年的探索和研究，加之智能传感器（电弧传感器和光学传感器）的引入，以及近代专家系统、神经网络技术的进步，焊缝跟踪进入了智能控制的新时代。
2)焊接附属设备
除了焊接机器人本体外，许多外围辅助设备如控制柜、焊接电源、送丝机构、变位机、夹具等是焊接过程高效率、高质量实施的重要保障。尤其是焊接电源，能直接影响焊接机器人的使用性能。近年来，一些特殊功能的焊接电源，如适合铝及其铝合金TIG焊的方波交流电源、带有专家系统的焊接电源等逐渐受到关注。
装配机器人领域专利技术集中于机械手，研发热点包括：
1)程序控制机械手
程序控制机械手相关技术的专利申请约占装配机器人机械手相关专利申请量的一半（占比46.94%）。其中，以元件定位装置为特征的（1313项）、以部件结构为特征的（656项）机械手专利申请量较多。此外，还包括以机械臂的坐标特性来描述的机械手，如直角坐标型（426项）、柱面坐标或极坐标型（228项）、多铰接爪臂或多关节型（667项）。
机械手的驱动方式有液压式、气动式、电动式等。液压驱动精度比较差，而且存在漏油风险，多数工作环境不适用；气动手爪相对来说比较简单，价格便宜，因而在一些要求不太高的场合用的比较多；电动手爪造价比较高，主要用在一些特殊场合。从专利申请量来看，电动机械手比较受欢迎。
2)机械手的控制装置
装配机器人机械手相关专利申请中，机械手的控制装置专利申请量占比为23.75%，仅次于程序控制机械手。具体包括读出装置（观察或触摸装置）1677项、手柄控制装置94项、控制台（如仪表板、开关板）79项、脚操纵的控制装置7项等。目前，全球各国家/地区正在加大装配领域工业机器人的研发力度，其中控制技术主要向智能化、多智能体协调控制方向发展。具体包括：开放式、模块化控制系统；多智能体（multi-agent）协调控制技术。
3)机械手周边设备
机器手进行装配作业时，附件或周边设备如零件供给装置和工件搬运装置也至为重要。通常包括零件供给器、台架、输送装置、安全栏等设备。截至检索日，装配机器人夹头、接头、爪臂、附件及安全装置等技术分支的申请量总计5830项，占比高达45.5%。
在专利申请人层面，焊接机器人、装配机器人领域的专利申请以汽车、电子行业颇具实力的全球化企业为主导，近70%来自日本。
中国专利
截至检索日，工业机器人中国专利申请总量达30060项。除本国申请外，日本、美国、德国、韩国都把中国视为最重要的工业机器人市场，并开展相关技术布局。
工业机器人专利申请集中在机械手、焊接、搬运/贮存、电技术、控制技术、传感/测量、数据处理七大技术领域。七个技术领域全球专利申请量达77664项，占全球总量的88%。中国在这七大技术领域的专利申请量为22933项，占全球总量的30%。
全球范围内机械手、电技术、控制技术领域的专利申请量都超过了1万项，分别为31507项、10367项、10156项，国外在这三个领域的技术创新方面积累了较为丰富的经验，发展相对成熟。我国在机械手、电技术、控制技术三大领域的专利申请量分别为10283项、1968项、2567项，发明点多集中在对机械结构、电气结构的某些小的改进上。
在七个主要技术领域上，中国专利申请量占比最多的是搬运/贮存（B65G，42%）；申请量占比偏少的是数据处理（15.2%）与电技术（19%）。
工业机器人领域在华专利申请中，国内高校和科研院所的专利申请量占比达一半以上，国外申请人多以企业为主。排名前20位的主要申请人中，日企具有明显优势。总部位于台湾的鸿海集团专利申请量较多，沈阳新松机器人自动化股份有限公司作为国内工业机器人行业的领头羊企业，亦具有一定的竞争实力。专利申请人的分布情况在一定程度上说明我国的大部分技术掌握在高校和科研院所手中。我国亟需进行产学研结合的模式来促进技术转移转化，真正发挥创新价值。
主要国家对比
工业机器人领域专利申请集中在中国、日本、美国、德国、韩国全球五大市场。近五年来，中国专利申请呈爆发式增长趋势；素有“机器人王国”美称的日本从上世纪90年代开始至今，专利申请的热度一直在持续。从全球专利的发源、流向看，日本和美国之间的技术流通最为活跃：美国向日本的技术输出比例为15.14%，日本向美国的技术输出比例为18.31%。中国向其他国家的技术输出比例都偏低：中国向美国为1.45%，中国向日本为0.43%、中国向韩国为0.20%。美国、日本、韩国向中国的技术输入比例依次递减：美国向中国为9.45%、日本向中国为7.75%、韩国向中国为3.97%。
结论及建议
1)全球专利概况：工业机器人领域专利申请始于上世纪60年代，进入2000年以后，随着研究、应用规模的不断扩大，全球专利申请正处于新一轮快速上升期。全球专利聚集于中国、日本、美国、韩国、德国五大市场，日本的专利申请人表现最为突出。
2)关键技术：工业机器人传感控制技术的发展伴随着机器人的更新换代，先后经历了示教再现、伺服控制、智能控制阶段。日本是该领域专利产出最多的国家，专利技术多集中于传感控制硬件（设备）、软件（方法），近年来研发热点包括移动机器人、多机器人系统控制等。
3)重点产品：焊接、装配领域机器人应用最广泛。日本、中国分别是焊接机器人和装配机器人专利申请最多的国家。焊接技术的研发热点包括焊接工艺、焊接附属设备；装配技术的研发热点为机械手控制、机械手周边设备。
4)中国专利：“中国增长”让全球工业机器人巨头把目光投向了中国。中国专利的申请重点与全球保持一致，但在电技术（包括高性能电机、传感器）领域申请量占比偏少。此外，中国专利申请人以高校和科研院所为主，企业竞争力尚待提升。
欧美、日本等发达国家在其工业机器人产业发展、崛起的过程中，有很多宝贵的经验值得我们学习和借鉴。首先，政府扶持助力整体产业发展；其次，科学的技术布局是保持核心竞争优势的重要手段。近年来，我国机器人产业处于市场和政策双重利好的时期，国家在政策层面上对于机器人产业的扶持力度不断加码。在带领传统制造业转型升级的过程中，我国工业机器人企业在加大技术创新力度的同时，更应该重视机器人研发、制造与应用之间的有效衔接，同时利用好专利、标准等技术创新的“保护伞”，在激烈的市场竞争者维护自身权益，不断积累竞争优势。
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