【專利申請總量達23054項,一文了解工業(yè)機器人技術現(xiàn)狀】
工業(yè)機器人技術特點
一般來說,工業(yè)機器人由3大部分6個子系統(tǒng)組成。3大部分是機械部分、傳感部分和控制部分。6個子系統(tǒng)可分為機械結構系統(tǒng)、驅動系統(tǒng)、感知系統(tǒng)、機器人-環(huán)境交互系統(tǒng)、人機交互系統(tǒng)和控制系統(tǒng)。
根據上述結構涉及到的技術,總結出工業(yè)機器人技術主要有三大特點:一是工業(yè)機器人集精密化、柔性化、智能化、軟件應用開發(fā)等先進制造技術于一體,通過對過程實施檢測、控制、優(yōu)化、調度、管理和決策,實現(xiàn)增加產量、提高品質、降低成本、減少資源消耗和環(huán)境污染,是工業(yè)自動化水平的最高體現(xiàn);
二是工業(yè)機器人與自動化成套裝備具備精細制造、精細加工以及柔性生產等技術特點,是繼動力機械、計算機之后,出現(xiàn)的全面延伸人的體力和智力的新一代生產工具,是實現(xiàn)生產數字化、自動化、網絡化以及智能化的重要手段;
三是工業(yè)機器人與自動化成套技術,融合了多項學科,涉及多項技術領域,包括工業(yè)機器人控制技術、機器人構建有限元分析、激光加工技術、智能測量、建模加工一體化、工廠自動化以及精細物流等先進制造技術,技術綜合性強。
工業(yè)機器技術現(xiàn)狀人
截至2018年6月12日,工業(yè)機器人技術專利申請總量達到23054項。其中,發(fā)明專利數最多,達到9946項,占比為43.14%;實用新型專利數其次,為8331項,占比為36.14%;外觀、發(fā)明授權專利數占比分別為8.90%、11.82%。
從申請專利數量來看,2007-2017年,我國工業(yè)機器人專利申請數量總體上呈上升的趨勢。2014-2016三年間,專利申請數量大幅增多;到2017年,工業(yè)機器人專利申請數量達到5608項。
公開專利數量來看,2007-2017年,我國工業(yè)機器人專利公開數量總體上呈趨勢。2017年,我國工業(yè)機器人專利公開數量為6012項,達到近年來最大值;截至2018年6月,專利公開數量為3631項。
截至2018年6月,從我國工業(yè)機器人專利技術構成來看,B25J(機械手;裝有操縱裝置的容器)專利申請數量排名第一,為7074項,占比達到26.63%;B23K(釬焊或脫焊;焊接;用釬焊或焊接方法包覆或鍍敷;局部加熱切割,如火焰切割;用激光束加工)專利申請數排名第二,專利數量為1594項,占比為6.00%;其余技術占比均在5%以下。
工業(yè)機器人技術趨勢
目前,工業(yè)機器人技術正朝著模糊控制、智能化、通用化、標準化、模塊化、高精化、網絡化及自我完善和修復能力等方向進行研發(fā)。
首先,模糊控制是利用模糊數學的基本思想和理論的控制方法。對于復雜的系統(tǒng),由于變量太多,用傳統(tǒng)控制模型難以正確描述系統(tǒng)的動態(tài),此時便可以用模糊數學來處理這些控制問題。未來機器人的特點在于其具有更高的智能。隨著計算機技術、模糊控制技術、專家系統(tǒng)技術、人工神經網絡技術和智能工程技術等高新技術的不斷發(fā)展,工業(yè)機器人的工作能力將會突破性的提高及發(fā)展。
其次,工業(yè)機器人的組件及構件實現(xiàn)通用化、標準化、模塊化是降低成本的重要途徑之一。
第三,隨著制造業(yè)對機器人要求的提高,開發(fā)高精度工業(yè)機器人是必然的發(fā)展結果。
第四,目前應用的機器人大多僅實現(xiàn)了簡單的網絡通訊和控制,如何使機器人由獨立的系統(tǒng)向群體系統(tǒng)發(fā)展,使遠距離操作監(jiān)控、維護及遙控是目前機器人研究中的熱點之一。
最后,機器人應該具有自我修復的能力,才能更好地避免因為突發(fā)狀況導致的生產停頓。當出現(xiàn)錯誤指令時應該自己進行報警或調試;當元器件損壞時可以自我進行修復。
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