中國工業(yè)機(jī)器人相關(guān)的專利申請(qǐng)量統(tǒng)計(jì)分析

中國對(duì)于工業(yè)機(jī)器人巨大的需求量讓眾多國外知名的機(jī)器人品牌賺的“盆滿缽滿”。到目前為止，“四大家族”在國內(nèi)依舊占據(jù)了超過50%的市場份額。近年來國產(chǎn)機(jī)器人雖然在不斷追趕，但是技術(shù)上的差距不是一朝一夕就能趕上的，想要實(shí)現(xiàn)“彎道超車”仍然需要技術(shù)的沉淀。今天我們就國產(chǎn)工業(yè)機(jī)器人相關(guān)專利分析進(jìn)行探討，以此為鑒，既能看到目前我國在機(jī)器人領(lǐng)域仍然面臨的問題，也能看到我國機(jī)器人領(lǐng)域整體進(jìn)步與迅速提升的創(chuàng)新勢頭。

中國工業(yè)機(jī)器人專利現(xiàn)狀分析

對(duì)工業(yè)機(jī)器人技術(shù)的中國專利數(shù)據(jù)進(jìn)行檢索和統(tǒng)計(jì)分析，截止到2019年1月1日，共檢索到工業(yè)機(jī)器人技術(shù)的專利申請(qǐng)量為7023件，其中有效專利3563件，過期專利936件，審查中專利2041件，未授權(quán)結(jié)案專利483件。

中國工業(yè)機(jī)器人專利申請(qǐng)量統(tǒng)計(jì)

中國作為目前世界上最大的工業(yè)機(jī)器人需求國，自然有很多公司、研究所和院校對(duì)工業(yè)機(jī)器人的相關(guān)專利進(jìn)行布局。

國內(nèi)工業(yè)機(jī)器人技術(shù)主要專利權(quán)人申請(qǐng)量統(tǒng)計(jì)表

ABB 公司在國內(nèi)對(duì)于工業(yè)機(jī)器人整體技術(shù)專利申請(qǐng)數(shù)量最多，達(dá)到了 129 件，排名第二、第三位的是華南理工大學(xué)與新松機(jī)器人公司，分別申請(qǐng)了 73、71 件，在前三名中， ABB 公司的申請(qǐng)量遠(yuǎn)大于第二第三位的申請(qǐng)人，可見ABB公司對(duì)于中國市場的重視，同時(shí)也體現(xiàn)ABB公司強(qiáng)大的研發(fā)實(shí)力。

根據(jù)上表（國內(nèi)工業(yè)機(jī)器人申請(qǐng)量排名前 20 的申請(qǐng)人類型情況），工業(yè)機(jī)器人專利申請(qǐng)的主力依然是企業(yè)，申請(qǐng)數(shù)量達(dá)到750件，占比74%；其次是高校，申請(qǐng)數(shù)量為208件，占比20%；最后是科研院所，申請(qǐng)數(shù)量為59件，占比6%。

值得注意的是，在排名前 20 的申請(qǐng)人中，四分之一是外資企業(yè)，我國在工業(yè)機(jī)器人的技術(shù)上正在逐漸追趕國外，國內(nèi)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)市場存在著巨大的發(fā)展?jié)摿Α５?，目前我國國?nèi)機(jī)器人企業(yè)的技術(shù)研發(fā)能力仍顯不足，專利申請(qǐng)數(shù)量較少。

下圖為國內(nèi)工業(yè)機(jī)器人行走機(jī)構(gòu)技術(shù)專利主要 IPC 分布圖，從圖中可以看出，申請(qǐng)量最多的是 B25J9（程序控制機(jī)械手)，有 138 件；B25J5(裝在車輪上或車廂上的機(jī)械手)申請(qǐng)有 85 件專利、B25J19(與機(jī)械手配合的附屬裝置，例如用于監(jiān)控、用于觀察；與機(jī)械手組合的安全裝置或?qū)ｉT適用于與機(jī)械手結(jié)合使用的安全裝置)申請(qǐng)有 77 件專利、B25J15(夾頭)申請(qǐng)有 53 件專利，B25J11(其他機(jī)械手)申請(qǐng)有 35 件專利。

這表明在機(jī)器人行走機(jī)構(gòu)技術(shù)領(lǐng)域， 程序控制技術(shù)是諸多專利申請(qǐng)人最為關(guān)注的技術(shù)，其次，工業(yè)機(jī)器人的移動(dòng)裝置和附屬裝置設(shè)計(jì)也是關(guān)注較多的技術(shù)點(diǎn)。

中國工業(yè)機(jī)器人專用技術(shù)IPC分布圖

下表（中國工業(yè)機(jī)器人技術(shù)專利年度申請(qǐng)量趨勢圖）能清楚的反應(yīng)出，在2010年之前，我國的工業(yè)機(jī)器人專利申請(qǐng)量基數(shù)小且增長速度緩慢；但在2010-2017年，專利申請(qǐng)量呈現(xiàn)出一個(gè)明顯的快速上升趨勢，說明在這一階段，我國的工業(yè)機(jī)器人行業(yè)正處于高速發(fā)展時(shí)期，國家政策以及企業(yè)自動(dòng)化改造需求使得中國的工業(yè)機(jī)器人需求量激增。但在2018年，中國工業(yè)機(jī)器人市場出現(xiàn)了首次銷量下滑，專利申請(qǐng)量的“腰斬”也很明顯地說明了問題。

中國工業(yè)機(jī)器人技術(shù)專利年度申請(qǐng)量趨勢圖

“四大家族”等領(lǐng)先企業(yè)在全球的專利布局

在工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)全球重要專利申請(qǐng)人中，日本的安川電機(jī)公司和發(fā)那科公司分別以5823項(xiàng)和4512項(xiàng)專利申請(qǐng)位居全球前兩位，ABB、三星、日立、三菱、豐田、精工愛普生、松下、富士通、本田、東芝、索尼、庫卡、和西門子等公司申請(qǐng)專利數(shù)量緊隨其后。

這些企業(yè)全部來自日韓歐美等發(fā)達(dá)國家和地區(qū)，不得不說，日本在這一領(lǐng)域擁有的專利優(yōu)勢很大。上面這些企業(yè)因?yàn)槠鸩皆?，技術(shù)先進(jìn)，市場份額大，牢牢掌握著話語權(quán)。而我國的工業(yè)機(jī)器人起步晚，從20世紀(jì)90年代才開始，目前與國外知名廠家的技術(shù)水平仍有一定的差距。

安川、FANUC、KUKA、ABB公司四大公司在上世紀(jì)70年代開始了全球?qū)＠暾?qǐng)，分別于1995年、2003年、1985年、1996年開始在中國進(jìn)行專利布局，尤其是KUKA公司在中國專利申請(qǐng)量最大。在被美的收購之后，庫卡對(duì)中國市場的重視程度也可見一斑。

國內(nèi)領(lǐng)先企業(yè)專利布局分析

針對(duì)埃夫特等8家國內(nèi)工業(yè)機(jī)器人研發(fā)、制造領(lǐng)先企業(yè)，在工業(yè)機(jī)器人整體及機(jī)械本體、控制系統(tǒng)、驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)等技術(shù)領(lǐng)域進(jìn)行專利檢索，得到各專利權(quán)人申請(qǐng)量如下圖所示。

新松和埃斯頓的專利申請(qǐng)量在國內(nèi)處于明顯優(yōu)勢，尤其新松的專利申請(qǐng)量高達(dá)297件；其中新松、埃斯頓、埃夫特三家公司進(jìn)行了海外專利布局，新松、埃斯頓海外專利布局主要針對(duì)美國，埃夫特海外專利布局涉及日本、美國、印度等國家。

申請(qǐng)趨勢分析

由上圖可看出，國內(nèi)主要專利權(quán)人從2003年開始申請(qǐng)工業(yè)機(jī)器人相關(guān)的專利，2011年之前處于較為緩慢的發(fā)展，2012年專利申請(qǐng)量呈爆發(fā)式增長，達(dá)130件。近幾年雖有所下降，但仍維持在一個(gè)較高的申請(qǐng)量。

備注：2017年的數(shù)據(jù)受專利公開的限制，因此較少，不代表實(shí)際申請(qǐng)量。

由上圖可看出，專利布局主要集中在控制器、機(jī)械臂、驅(qū)動(dòng)器和外觀設(shè)計(jì)上?？刂葡到y(tǒng)占比較大，涉及控制器、驅(qū)動(dòng)器、安全系統(tǒng)、通信接口、示教器等方面。機(jī)械本體部分主要集中于機(jī)械臂、末端執(zhí)行器和機(jī)械手上。

新松的專利技術(shù)主要集中于控制系統(tǒng)和機(jī)械本體，埃斯頓和華中數(shù)控主要集中于驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)和控制系統(tǒng)，埃夫特和廣州數(shù)控主要集中于控制系統(tǒng)和集成，新時(shí)達(dá)、匯川和固高主要集中于控制系統(tǒng)。控制系統(tǒng)的研究是目前國內(nèi)工業(yè)機(jī)器人代表企業(yè)重點(diǎn)布局的領(lǐng)域。

目前面臨的問題

1.從上面這些代表企業(yè)的情況來看，我國工業(yè)機(jī)器人在專利布局領(lǐng)域已經(jīng)取得了一些成績，但是依然與國際領(lǐng)先企業(yè)有較大的差距。

2.高端技術(shù)專利仍然比較薄弱，核心零部件（減速機(jī)、控制器、伺服電機(jī)等）的知識(shí)產(chǎn)權(quán)儲(chǔ)備和專利擁有量薄弱。被國外掌握的核心零部件技術(shù)扼住了國產(chǎn)機(jī)器人企業(yè)的命脈，價(jià)格高昂且供貨周期長，讓國產(chǎn)機(jī)器人的市場競爭力不斷下降。

3.國產(chǎn)機(jī)器人企業(yè)目前的專利布局仍然主要集中在國內(nèi)，對(duì)于國外市場的專利布局較弱，這對(duì)于國產(chǎn)機(jī)器人日后走出國門不被專利“卡脖子”是尤為重要的。

在經(jīng)歷了2018年中國工業(yè)機(jī)器人銷量首次下滑之后，國內(nèi)的機(jī)器人專利申請(qǐng)情況也十分慘淡。2019年上半年僅有777件申請(qǐng)，可謂“一夜回到解放前”。業(yè)內(nèi)人士表示，這其中既有全球經(jīng)濟(jì)下行，貿(mào)易爭端頻發(fā)下，企業(yè)對(duì)研發(fā)投入的不穩(wěn)定和謹(jǐn)慎，也有在目前的技術(shù)水平下，行業(yè)發(fā)展到達(dá)了一種瓶頸期，缺乏需求的拉動(dòng)的驅(qū)使，技術(shù)研發(fā)的進(jìn)程和投入顯得不盡人意。

國產(chǎn)機(jī)器人企業(yè)在專利申請(qǐng)領(lǐng)域應(yīng)該如何布局？

1、國內(nèi)外工業(yè)機(jī)器人市場面臨知識(shí)產(chǎn)權(quán)風(fēng)險(xiǎn)

“四大家族”在上世紀(jì)70年代開始了全球?qū)＠暾?qǐng)。他們所申請(qǐng)的部分專利的技術(shù)特征與國內(nèi)某些企業(yè)相關(guān)工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)品類似，建議后續(xù)針對(duì)具體的產(chǎn)品做詳細(xì)的專利侵權(quán)分析。部分處于研發(fā)階段，可以提前根據(jù)關(guān)鍵技術(shù)的專利現(xiàn)狀進(jìn)行規(guī)避設(shè)計(jì)或者調(diào)整研發(fā)路線，避免后續(xù)知識(shí)產(chǎn)權(quán)風(fēng)險(xiǎn)；另一方面可以針對(duì)具體的亟待的技術(shù)問題和難點(diǎn)在專利文獻(xiàn)中尋找技術(shù)解決方案。

2、工業(yè)機(jī)器人技術(shù)產(chǎn)業(yè)化應(yīng)以專利為突破口?

每一次技術(shù)產(chǎn)業(yè)化的時(shí)間點(diǎn)都是專利申請(qǐng)量的峰值。專利是產(chǎn)品進(jìn)入市場的保護(hù)傘，專利申請(qǐng)的時(shí)間和地域選擇與產(chǎn)業(yè)化發(fā)展方向密切相關(guān)。

3、收購具有技術(shù)研發(fā)實(shí)力的公司是快速提升競爭力的方式

收并購國內(nèi)外具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)、較強(qiáng)的研發(fā)團(tuán)隊(duì)以及領(lǐng)先的市場地位的相關(guān)企業(yè)也逐漸成為國內(nèi)企業(yè)快速提升規(guī)模、提升核心競爭力、快速完成國際化經(jīng)營布局的重要途徑。