工業(yè)機(jī)器人傳感控制技術(shù)的研發(fā)重點(diǎn)包括：

　　1)綜合類(lèi)：傳感、測(cè)量、控制方法（sensor、detect、controlmethod）、及計(jì)算機(jī)編程（computerprogram）、人機(jī)交互（userinterface）

　　2)控制硬件：伺服電機(jī)（servomotor）；視覺(jué)傳感器裝置（camera、imageinformationsensor）

　　3)控制軟件：數(shù)據(jù)生成、接收、存儲(chǔ)（signalgenerate、receive、store）；數(shù)據(jù)通信（communicationnetwork）；移動(dòng)機(jī)器人控制如導(dǎo)航（guide）、路徑規(guī)劃（motionguide、pathplan）、地圖建立（mapplan）。

　　工業(yè)機(jī)器人的重點(diǎn)應(yīng)用領(lǐng)域，具體包括：

　　1)綜合類(lèi)：自動(dòng)化生產(chǎn)線(xiàn)（automaticproductionline）

　　2)焊接領(lǐng)域：焊炬（weldtorch）；焊條、電極等（electrode）。

　　3)搬運(yùn)領(lǐng)域：半導(dǎo)體器件如晶圓、液晶面板的運(yùn)輸、搬運(yùn)（semiconductortransfer、substratetransfer）

　　4)裝配領(lǐng)域：印刷電路板（circuitboard）中電子元器件的安裝

　　5)加工領(lǐng)域：金屬加工（metalcast）、合金線(xiàn)材制造（alloywiremanufacture）

　　近5年，以自動(dòng)化生產(chǎn)線(xiàn)為主題的專(zhuān)利聚類(lèi)愈加密集，反映出工業(yè)機(jī)器人自動(dòng)化生產(chǎn)線(xiàn)成套設(shè)備已成為自動(dòng)化裝備的主流。

　　梳理傳感控制技術(shù)發(fā)展脈絡(luò)如下：

　　控制技術(shù)的演進(jìn)歷程：在機(jī)械結(jié)構(gòu)層面，上世紀(jì)90年代前經(jīng)歷了單機(jī)械臂、腕關(guān)節(jié)、多臂控制等階段。隨著人工智能技術(shù)的不斷進(jìn)步，研發(fā)熱點(diǎn)逐步向移動(dòng)機(jī)器人、多機(jī)器人系統(tǒng)控制過(guò)渡。傳感技術(shù)的演進(jìn)歷程：早期專(zhuān)利主要圍繞視覺(jué)、力覺(jué)等基本感知能力；隨著工業(yè)自動(dòng)化程度的不斷提升，涌現(xiàn)出各種類(lèi)型、各種用途的高端傳感器。近年來(lái)，傳感控制技術(shù)研發(fā)較多地集中在通信、協(xié)同作業(yè)等方向。

　　總體來(lái)看，日本、美國(guó)、德國(guó)在傳感控制技術(shù)領(lǐng)域部署了相當(dāng)數(shù)量的核心專(zhuān)利，對(duì)關(guān)鍵技術(shù)的掌握占據(jù)絕對(duì)優(yōu)勢(shì)，為競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手留下的發(fā)展空間有限。

　　重點(diǎn)產(chǎn)品（焊接、裝配）

　　截至檢索日，全球范圍內(nèi)焊接機(jī)器人專(zhuān)利申請(qǐng)共計(jì)15991項(xiàng)，裝配機(jī)器人專(zhuān)利申請(qǐng)共計(jì)32584項(xiàng)。從專(zhuān)利申請(qǐng)的地域分布情況看，日本是焊接機(jī)器人專(zhuān)利產(chǎn)出最多的國(guó)家，中國(guó)是裝配機(jī)器人專(zhuān)利產(chǎn)出最多的國(guó)家。

　　日本在機(jī)械手、焊接、控制等技術(shù)方向的專(zhuān)利申請(qǐng)具有明顯優(yōu)勢(shì)；中國(guó)的專(zhuān)利申請(qǐng)多集中于金屬加工領(lǐng)域；美國(guó)、德國(guó)在工業(yè)機(jī)器人多個(gè)技術(shù)分支上都有一定數(shù)量的專(zhuān)利申請(qǐng)，技術(shù)布局更加全面、均衡。相比其他國(guó)家，美國(guó)、德國(guó)的工業(yè)機(jī)器人（包括焊接、裝配等）技術(shù)更先進(jìn)，功能更全面，性能更可靠，精確度、適應(yīng)性也很強(qiáng)。

　　根據(jù)特定技術(shù)類(lèi)別專(zhuān)利申請(qǐng)量占比，可以發(fā)現(xiàn)當(dāng)前技術(shù)創(chuàng)新的熱點(diǎn)。焊接機(jī)器人領(lǐng)域，焊接相關(guān)技術(shù)的研發(fā)熱點(diǎn)包括：

　　1)焊接工藝

　　焊接工藝相關(guān)專(zhuān)利申請(qǐng)量最多的技術(shù)方向包括：弧焊（電弧焊接，占比38.48%）、點(diǎn)焊（電阻點(diǎn)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%）、等離子焊接（占比1.55%）。釬焊技術(shù)專(zhuān)利申請(qǐng)量次于熔焊，占比為4.88%；壓焊技術(shù)專(zhuān)利量最少，占比僅1.55%。

　　弧焊是目前機(jī)器人自動(dòng)化焊接中最受關(guān)注的方向。主要有以下優(yōu)點(diǎn)：①機(jī)械手受控運(yùn)動(dòng)方式是連續(xù)軌跡控制型，因此運(yùn)動(dòng)軌跡的重復(fù)精度、焊槍的姿態(tài)、焊接參數(shù)都有更精確的控制；②弧焊機(jī)器人具有可靠的引弧和收弧功能，能夠?qū)崟r(shí)檢測(cè)出焊縫偏差，并調(diào)整焊接路徑和焊接參數(shù)，保證焊接質(zhì)量的可靠性。弧焊過(guò)程中的焊縫跟蹤技術(shù)專(zhuān)利申請(qǐng)量最多，經(jīng)過(guò)多年的探索和研究，加之智能傳感器（電弧傳感器和光學(xué)傳感器）的引入，以及近代專(zhuān)家系統(tǒng)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的進(jìn)步，焊縫跟蹤進(jìn)入了智能控制的新時(shí)代。

　　2)焊接附屬設(shè)備

　　除了焊接機(jī)器人本體外，許多外圍輔助設(shè)備如控制柜、焊接電源、送絲機(jī)構(gòu)、變位機(jī)、夾具等是焊接過(guò)程高效率、高質(zhì)量實(shí)施的重要保障。尤其是焊接電源，能直接影響焊接機(jī)器人的使用性能。近年來(lái)，一些特殊功能的焊接電源，如適合鋁及其鋁合金TIG焊的方波交流電源、帶有專(zhuān)家系統(tǒng)的焊接電源等逐漸受到關(guān)注。

　　裝配機(jī)器人領(lǐng)域?qū)＠夹g(shù)集中于機(jī)械手，研發(fā)熱點(diǎn)包括：

　　1)程序控制機(jī)械手

　　程序控制機(jī)械手相關(guān)技術(shù)的專(zhuān)利申請(qǐng)約占裝配機(jī)器人機(jī)械手相關(guān)專(zhuān)利申請(qǐng)量的一半（占比46.94%）。其中，以元件定位裝置為特征的（1313項(xiàng)）、以部件結(jié)構(gòu)為特征的（656項(xiàng)）機(jī)械手專(zhuān)利申請(qǐng)量較多。此外，還包括以機(jī)械臂的坐標(biāo)特性來(lái)描述的機(jī)械手，如直角坐標(biāo)型（426項(xiàng)）、柱面坐標(biāo)或極坐標(biāo)型（228項(xiàng)）、多鉸接爪臂或多關(guān)節(jié)型（667項(xiàng)）。

　　機(jī)械手的驅(qū)動(dòng)方式有液壓式、氣動(dòng)式、電動(dòng)式等。液壓驅(qū)動(dòng)精度比較差，而且存在漏油風(fēng)險(xiǎn)，多數(shù)工作環(huán)境不適用；氣動(dòng)手爪相對(duì)來(lái)說(shuō)比較簡(jiǎn)單，價(jià)格便宜，因而在一些要求不太高的場(chǎng)合用的比較多；電動(dòng)手爪造價(jià)比較高，主要用在一些特殊場(chǎng)合。從專(zhuān)利申請(qǐng)量來(lái)看，電動(dòng)機(jī)械手比較受歡迎。

　　2)機(jī)械手的控制裝置

　　裝配機(jī)器人機(jī)械手相關(guān)專(zhuān)利申請(qǐng)中，機(jī)械手的控制裝置專(zhuān)利申請(qǐng)量占比為23.75%，僅次于程序控制機(jī)械手。具體包括讀出裝置（觀察或觸摸裝置）1677項(xiàng)、手柄控制裝置94項(xiàng)、控制臺(tái)（如儀表板、開(kāi)關(guān)板）79項(xiàng)、腳操縱的控制裝置7項(xiàng)等。目前，全球各國(guó)家/地區(qū)正在加大裝配領(lǐng)域工業(yè)機(jī)器人的研發(fā)力度，其中控制技術(shù)主要向智能化、多智能體協(xié)調(diào)控制方向發(fā)展。具體包括：開(kāi)放式、模塊化控制系統(tǒng)；多智能體（multi-agent）協(xié)調(diào)控制技術(shù)。

　　3)機(jī)械手周邊設(shè)備

　　機(jī)器手進(jìn)行裝配作業(yè)時(shí)，附件或周邊設(shè)備如零件供給裝置和工件搬運(yùn)裝置也至為重要。通常包括零件供給器、臺(tái)架、輸送裝置、安全欄等設(shè)備。截至檢索日，裝配機(jī)器人夾頭、接頭、爪臂、附件及安全裝置等技術(shù)分支的申請(qǐng)量總計(jì)5830項(xiàng)，占比高達(dá)45.5%。

　　在專(zhuān)利申請(qǐng)人層面，焊接機(jī)器人、裝配機(jī)器人領(lǐng)域的專(zhuān)利申請(qǐng)以汽車(chē)、電子行業(yè)頗具實(shí)力的全球化企業(yè)為主導(dǎo)，近70%來(lái)自日本。