摘 要

工业机器人是重要的先进制造自动化设备，它是力学，电子，计算机，传感器和人工智能等多学科共同成长的产物。工业机器人作为先进制造业中不可缺少的设备和工具，正在逐渐成为国家工业体系的关键组成成分，它以其特有的高效与智能的运行方式，推动着其他产业的成长。

论文首先运用万方数据库对相应的国内外专利进行了检索。接着，运用Logistic模型，结合S曲线拐点分析，开展了对国内外工业机器人及工业机器人三大核心零部件减速器、控制器、伺服电机技术的预测研究。

研究结果表明: 国内工业机器人技术发展基本落后国际先进水平15年，但近几年成长速度非常快，正在向世界先进水平靠齐，其中，伺服电机和控制器技术发展较为成熟，但作为核心之一的减速器技术发展较缓慢。

关键词：工业机器人；Logistic模型；S曲线；技术预测

Abstract

Industrial robots are the key to advanced manufacturing automation equipment, which is the mechanics, electronics, computers, sensors and artificial intelligence and other multi-disciplinary products of the common growth. Industrial robots, as indispensable equipment and tools for advanced manufacturing industry, are gradually becoming the key component of the national industrial system, which promotes the growth of other industries with its unique efficient and intelligent operation.

The paper first uses the Wanfang database to check the corresponding domestic and foreign patents. Then, using the Logistic model and the analysis of the inflection point of the S-curve, the prediction of the three core components reducer, controller and servo motor technology of industrial robots and industrial robots at home and abroad are carried out.

The results show that the development of domestic industrial robot technology is basically behind the international advanced level of 15 years, but in recent years the growth rate is very fast, is to the world advanced level, which, servo motor and controller technology development is more mature, but as the core Reducer technology development is slow.

Key words: Industrial robots; Logistic model; S-curve; technical forecast

目 录

第1章 绪论 1

1.1目的及意义 1

1.2国内外发展现状 1

1.2.1国外发展现状 1

1.2.2国内发展现状 2

1.3论文组织结构 2

第2章 研究方法与数据来源 4

2.1技术生命周期的S曲线预测方法 4

2.2Logistic模型 5

2.3数据来源 5

第3章 工业机器人技术专利分析及趋势预测 6

3.1国外工业机器人发展趋势分析 6

3.1.1专利分布情况 6

3.1.2发展趋势分析 6

3.1.3 logistic预测模型验证 7

3.2国内工业机器人发展趋势分析 9

3.2.1专利趋势分析 9

3.2.2logistic预测模型验证 10

3.3国内外工业机器人技术发展预测结果分析 11

第4章 工业机器人关键零部件技术发展预测 13

4.1减速器技术发展预测 13

4.2伺服电机技术发展预测 14

4.3控制器技术发展预测 17

4.4工业机器人关键零部件技术分析 18

第5章 研究结论与局限性 20

5.1研究结论 20

5.2 研究局限性 20

参考文献 21

致谢 22

第1章 绪论

1.1目的及意义

第一台工业机器人于20世纪60年代诞生，在那之后，工业机器人一直保持着蓬勃的成长势头^[1]。工业机器人的产生给人们的生产和生活带来巨大变化，给人们带来非常多的便利，例如，提升了生产效率和品质，替代人们在一些危险环境下的生产活动，承担重复性劳动，减轻了人们负荷。近年来，工业机器人开始有延伸到其他领域的趋势，如应用到医疗领域的医疗机器人，应用到互联网领域的网络机器人，应用到人们家居生活的家政服务机器人等等^[2]。

工业机器人作为先进制造业中不可缺少的设备和工具，正在逐渐成为国家产业的重要组成成分，它以其特有的高效与智能的运行方式，促进其他领域的发展，它也是衡量社会科技水平和经济水平的标志^[3]。

工业机器人是新时期重大的技术革新，它以帮助人们拓展人类感知和行为的方式，逐渐推进 “当代最高意义上的自动化”。正如日本发布的“新产业发展战略”中指出，机器人产业与信息产业一样，正在促进社会产业向先进制造转向，加强产业竞争力^[4]。

因此，对工业机器人进行核心技术预测，明确工业机器人发展趋势，确定当前工业机器人的相关技术的发展状况和发展方向，对工业机器人发展的新发展方向做出快速反应，大力发展动力技术和相关基础应用技术，这不仅会促进工业机器人技术跨越式的发展，研发出一系列具有核心技术和自主知识产权的机器人，为我国在国际机器人行业中的竞争注入强心剂，而且有助于利用先进产业促使我国完成向先进制造的转变，增强我国先进制造业在世界竞争中的优势^[5]。

1.2国内外发展现状

1.2.1国外发展现状

美国通用公司于1962年投入使用第一台工业机器人，这是其发展的起始。此后历经数年的成长，美国已位列机器人一流强国。据统计，截至2015年1月，美国机器人保有量为22万台，而在生产中应用的数量达每万人152台^[6]。

日本工业机器人发展比美国起步略晚5~6年，但是后来居上，发展迅速，无论是在机器人拥有数目及人均密度上，还是工业机器人技术，在世界范围内都是首屈一指的，是不置可否的机器人王国。2004年5月，日本发表了“新产业发展战略”，机器人领域也被列为亟需发展的对象。同时，在“新产业发展战略”延伸出的“新经济成长战略”中，提出把集中力量发展工业机器人技术，提高科技创新能力，带动支柱产业协同并进作为发展战略。