工業(yè)機器人傳感控制技術(shù)的研發(fā)重點包括：

　　1)綜合類：傳感、測量、控制方法（sensor、detect、controlmethod）、及計算機編程（computerprogram）、人機交互（userinterface）

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

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

　　工業(yè)機器人的重點應(yīng)用領(lǐng)域，具體包括：

　　1)綜合類：自動化生產(chǎn)線（automaticproductionline）

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

　　3)搬運領(lǐng)域：半導(dǎo)體器件如晶圓、液晶面板的運輸、搬運（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）、合金線材制造（alloywiremanufacture）

　　近5年，以自動化生產(chǎn)線為主題的專利聚類愈加密集，反映出工業(yè)機器人自動化生產(chǎn)線成套設(shè)備已成為自動化裝備的主流。

　　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：在機械結(jié)構(gòu)層面，上世紀(jì)90年代前經(jīng)歷了單機械臂、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)熱點逐步向移動機器人、多機器人系統(tǒng)控制過渡。傳感技術(shù)的演進(jìn)歷程：早期專利主要圍繞視覺、力覺等基本感知能力；隨著工業(yè)自動化程度的不斷提升，涌現(xiàn)出各種類型、各種用途的高端傳感器。近年來，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。

　　總體來看，日本、美國、德國在傳感控制技術(shù)領(lǐng)域部署了相當(dāng)數(shù)量的核心專利，對關(guān)鍵技術(shù)的掌握占據(jù)絕對優(yōu)勢，為競爭對手留下的發(fā)展空間有限。

　　重點產(chǎn)品（焊接、裝配）

　　截至檢索日，全球范圍內(nèi)焊接機器人專利申請共計15991項，裝配機器人專利申請共計32584項。從專利申請的地域分布情況看，日本是焊接機器人專利產(chǎn)出最多的國家，中國是裝配機器人專利產(chǎn)出最多的國家。

　　日本在機械手、焊接、控制等技術(shù)方向的專利申請具有明顯優(yōu)勢；中國的專利申請多集中于金屬加工領(lǐng)域；美國、德國在工業(yè)機器人多個技術(shù)分支上都有一定數(shù)量的專利申請，技術(shù)布局更加全面、均衡。相比其他國家，美國、德國的工業(yè)機器人（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。

　　根據(jù)特定技術(shù)類別專利申請量占比，可以發(fā)現(xiàn)當(dāng)前技術(shù)創(chuàng)新的熱點。焊接機器人領(lǐng)域，焊接相關(guān)技術(shù)的研發(fā)熱點包括：

　　1)焊接工藝

　　焊接工藝相關(guān)專利申請量最多的技術(shù)方向包括：弧焊（電弧焊接，占比38.48%）、點焊（電阻點焊，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)專利申請量次于熔焊，占比為4.88%；壓焊技術(shù)專利量最少，占比僅1.55%。

　　弧焊是目前機器人自動化焊接中最受關(guān)注的方向。主要有以下優(yōu)點：①機械手受控運動方式是連續(xù)軌跡控制型，因此運動軌跡的重復(fù)精度、焊槍的姿態(tài)、焊接參數(shù)都有更精確的控制；②弧焊機器人具有可靠的引弧和收弧功能，能夠?qū)崟r檢測出焊縫偏差，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。弧焊過程中的焊縫跟蹤技術(shù)專利申請量最多，經(jīng)過多年的探索和研究，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代。

　　2)焊接附屬設(shè)備

　　除了焊接機器人本體外，許多外圍輔助設(shè)備如控制柜、焊接電源、送絲機構(gòu)、變位機、夾具等是焊接過程高效率、高質(zhì)量實施的重要保障。尤其是焊接電源，能直接影響焊接機器人的使用性能。近年來，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、帶有專家系統(tǒng)的焊接電源等逐漸受到關(guān)注。

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

　　1)程序控制機械手

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

　　機械手的驅(qū)動方式有液壓式、氣動式、電動式等。液壓驅(qū)動精度比較差，而且存在漏油風(fēng)險，多數(shù)工作環(huán)境不適用；氣動手爪相對來說比較簡單，價格便宜，因而在一些要求不太高的場合用的比較多；電動手爪造價比較高，主要用在一些特殊場合。從專利申請量來看，電動機械手比較受歡迎。

　　2)機械手的控制裝置

　　裝配機器人機械手相關(guān)專利申請中，機械手的控制裝置專利申請量占比為23.75%，僅次于程序控制機械手。具體包括讀出裝置（觀察或觸摸裝置）1677項、手柄控制裝置94項、控制臺（如儀表板、開關(guān)板）79項、腳操縱的控制裝置7項等。目前，全球各國家/地區(qū)正在加大裝配領(lǐng)域工業(yè)機器人的研發(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)機械手周邊設(shè)備

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

　　在專利申請人層面，焊接機器人、裝配機器人領(lǐng)域的專利申請以汽車、電子行業(yè)頗具實力的全球化企業(yè)為主導(dǎo)，近70%來自日本。