【中國智能制造網 學術論文】隨著工業機器人應用領域的不斷擴大以及現代工業的快速發展，人們對工業機器人性能的要求越來越高，以期進一步提高生產效率和產品質量，因此高速、高精度、智能和模塊化成為目前工業機器人發展的主要趨勢。近年來工業機器人相關申請數量持續快速增長。該文基于湯森路透公司的DerwentInnovationIndex數據庫，利用TDA、Excel等分析工具，對工業機器人相關進行了分析，揭示了工業機器人相關技術的研發和競爭態勢。　　1、引言
　　
　　工業機器人是面向工業領域的多關節機械手或多自由度機器人。工業機器人綜合了計算機、控制論、信息和傳感技術、人工智能、仿生學等多學科，由操作機、控制器、伺服驅動系統和檢測傳感裝置構成，是先進制造技術領域不可缺少的自動化設備。工業機器人的產品分類方式多種多樣[2]。按臂部運動形式的不同，工業機器人可以分為4種：直角坐標型、圓柱坐標型、球坐標型和關節型。按照應用領域的不同工業機器人可以分為：弧焊機器人、電焊機器人、噴涂機器人、碼垛機器人、搬運機器人、裝配機器人及檢測機器人等。
　　
　　工業機器人產業的發展越來越受到世界各國的高度關注，主要經濟體紛紛將發展機器人產業上升為國家戰略，并以此作為保持和重獲制造業競爭優勢的重要段。根據機器人聯合會(IFR)公布的工業機器人的銷量數據[3]來看，工業機器人產業在經歷了2009年的經濟衰退后，從2010年開始逐漸復蘇。2014年工業機器人銷量為22.50萬臺，同比增速為26.31%，無論是銷量還是增速均創歷史新高。其中汽車行業和電子行業是工業機器人銷售量高的兩個行業，焊接、搬運和裝配是工業機器人應用多的三大應用功能。
　　
　　機器人總銷量的70%集中在中國、韓國、日本、美國和德國這5個國家，并且中國已成為大工業機器人市場[3]。2005年至2014年期間，中國工業機器人的銷售量以年均25%左右的速度高速增長。2013年機器人聯合會的統計數據顯示，韓國的工業機器人密度高，達到437臺/萬人，日本為323臺/萬人，德國為282臺/萬人，美國為152臺/萬人。然而，中國的工業機器人密度僅為30臺/萬人，遠低于平均水平。
　　
　　本文通過對工業機器人領域的進行分析，揭示工業機器人技術研發布局及市場競爭態勢。數據檢索自湯森路透DerwentInnovationsIndex(DII)數據庫和ThomsonInnovation(TI)數據庫，利用檢索策略1，共檢索到46482項文獻(檢索時間2015年10月)。數據分析工具包括湯森路透數據分析工具(Thomson Data Analyzer,TDA)、湯森路透創新分析平臺(ThomsonInnovation,TI)以及Excel等。
　　
　　2工業機器人技術分析
　　
　　2.1數量年度變化趨勢
　　
　　早的工業機器人申請始于1954年(圖1)，該由美國人喬治德沃爾申請，名稱為可編程的操作裝置。基于這項，喬治德沃爾聯合約瑟夫英格伯格在1959年生產出世界上臺工業機器人“Unimationrobots”[2]。1950至1960年代的機器人基本都屬于“可編程的示教再現型機器人”[4]，即通過示教編程存儲作業程序的機器人。　　1970年代至1980年代末期，數量飛快增長，并且出現了具有一定感覺功能和自適應離線編程能力的“知覺判斷機器人”[4]。工業機器人“四大家族”：庫卡、ABB、安川、FANUC公司分別在1974年、1976年、1978年和1979年開始了布局。
　　
　　從1990年代至今，工業機器人的申請量迅猛增長。此階段機器人帶有多種傳感器，能夠將多種傳感器所得到的信息進行融合，能夠有效地適應環境變化，具有很強的自適應能力、學習能力和自治功能。
　　
　　工業機器人申請量前5位國家中(圖2)，美國早開始工業機器人的研發，其研發活動可追溯到1950年代早期。日本和德國對工業機器人的申請晚了將近10年，直到1960年代末期才出現工業機器人技術的申請。中國和韓國都是于1980年代早期進入該研究領域。