基于专利分析的物流分拣机器人技术的发展现状

物流分拣机器人因具有效率高、出错率低等优点，被越来越多地应用于物流分拣环节中。本文运用专利情报分析方法，从专利产出概况、主要研发机构、重点技术领域三方面研究了物流分拣机器人技术发展现状，以期为相关政府部门、企业、高校和科研院所进一步发展物流分拣机器人技术提供决策参考。

分拣是物流中的关键环节之一，对物流行业整体提质增效具有决定性作用。据国家邮政局公开数据显示，2019年，我国快递业业务量累计完成635.2亿件，同比增加25.3%，与2010年相比增长了26.1倍。预计2020年全国快递业的业务量将达到740亿件，日处理量将超过2亿件。业务量的急剧增长对物流分拣的效率和质量提出了更高的要求，传统的人工分拣模式效率低、出错率和损坏率高，已无法满足物流业发展需求，分拣机器人的加入能够有效地为物流分拣环节提高效率，减少出错率和损坏率。

本研究以国家知识产权局知识产权出版社中国专利数据库为数据源，对国内物流分拣机器人领域专利进行了检索，检索时间截至2020年7月9日。经过数据清洗，得到物流分拣机器人相关专利168件，运用专利情报分析方法，从专利产出概况、主要研发机构、重点技术领域三方面对物流分拣机器人领域技术发展现状进行了研究。由于中国专利数据库的专利公开有18个月的滞后期，因此2019年和2020年数据不完整，仅供参考。

一、专利产出概况分析

1.专利申请总体趋势分析

图1为物流分拣机器人专利历年申请数量变化情况。可以看出，我国在2012年出现了第一件物流分拣机器人相关专利，2013年至2015年该领域没有专利申请，2016年该领域专利申请数量为5件。随着电商行业和智慧物流的繁荣发展，2017年物流分拣机器人专利申请数量大幅增长，为49件，约为上年申请数量的十倍；2018年该领域专利申请数量又创新高，达到58件，比上年增长18.4%。受专利申请公开时间滞后因素影响，2019年后该领域专利申请数量呈降低态势。

2.专利申请类型分析

图2为物流分拣机器人专利申请类型份额情况。可以看出，物流分拣机器人相关专利以实用新型专利为主，专利申请数量78件，占专利申请总量的46%；发明专利申请数量少于实用新型专利申请数量，为69件，占专利申请总量的41% ；外观设计专利申请数量为21件，占专利申请总量的13%。实用新型专利是对原有技术的改进，其创造性不高，在专利申请总量中实用新型专利和外观设计专利占比过半，反映出该领域技术含量不高。

3.专利申请地域分析

图3为物流分拣机器人专利申请地域分布情况。可以看出，物流分拣机器人领域专利申请主要来自电商物流行业发展迅猛的广东、浙江、江苏，这三个省份的专利申请数量均为25件以上，专利申请数量合计92件，占该领域专利申请总量的54.76%，反映出广东、浙江、江苏较为重视利用专利权对物流分拣机器人领域进行技术保护。其次为北京、安徽、天津，专利申请数量均为10至15件，其余各省市的专利申请数量均不足10件。

二、主要研发机构的分析

1.申请人类型的分析

图4为物流分拣机器人专利申请人类型分布情况。可以看出，物流分拣机器人相关的专利申请人以企业为主，共有110件专利由企业申请，占专利申请总量的65.5%；其次是高校和个人，专利申请数量分别占专利申请总量的19.0%和11.3%；科研院所申请专利数量仅占0.6%。反映出企业是物流分拣机器人领域的技术研发主体，进行的技术研发活动较多。合作申请专利数量共6件，占专利申请总量的3.6%，均为企业之间合作申请。

2.主要申请人的分析

图5为物流分拣机器人专利申请数量排名前七位的申请人情况。可以看出，排名前7位的专利申请人中，仅1家高校，其余6家均为企业。排名前三位的杭州海康机器人技术有限公司、深圳蓝胖子机器人有限公司、杭州瓦瑞科技有限公司等均为物流机器人相关技术研发企业，其产品广泛应用于电商物流行业，三家企业在物流分拣机器人领域的专利申请数量分别为8件、8件、7件，合计占排名前七位申请人专利申请总量的56.1%。排名第四位的江南大学是排名前七位中唯一的高校，其机械工程学院在机器人关键技术研究与应用领域开展了大量研究，并取得了一系列科研成果，该校在物流分拣机器人领域专利申请数量为6件。排名第四位的南京极智嘉机器人有限公司与前三位申请人同样为从事机器人技术研发的企业，在物流分拣机器人领域专利申请数量为4件。排名第六位、第七位的泽优物联（天津）科技发展有限公司、顺丰速运有限公司均为物流相关企业，其中泽优物联公司主要从事物联网终端产品研发、顺丰速运公司主要从事快递物流综合服务，两家企业在物流分拣机器人领域的专利申请数量均为4件。

3.主要申请人的专利类型分析

图6为物流分拣机器人专利主要申请人专利申请类型情况。可以看出，大部分申请人虽然专利数量占优势，但所申请专利的技术含量不高，发明专利不足半数，与该领域专利申请总体情况相符合。如排名前两位的杭州海康机器人技术有限公司和深圳蓝胖子机器人有限公司，专利申请数量相同，均为8件，但海康机器人的发明专利仅1件；排名第四位到第七位的南京极智嘉机器人有限公司、泽优物联（天津）科技发展有限公司、顺丰速运有限公司，专利申请数量均为4件，但极智嘉公司均为外观设计专利，泽优物联公司均为实用新型专利。

三、重点技术领域分析

1.专利技术构成分析

图7为物流分拣机器人专利分类号排名前十位情况。可以看出，物流分拣机器人领域的专利申请比较集中，主要分布在B07大类，即“将固体从固体中分离；分选”；少部分专利分布在B25大类和B65大类，分别为“手动工具；轻便机动工具；手动器械的手柄；车间设备；机械手”和“输送；包装；贮存；搬运薄的或细丝状材料”；外观设计专利集中分布在15大类，即“其他类未列入的机械”。排在首位的是B07C3/02小组，即“以分发方式为特征的设备”，共有52件专利，占专利申请总量的31.0%；其次分别为B07C3/00（即“根据目标分拣邮件或文件”）、B07C5/36（即“以其分配方式为特征的分选装置”）。

2.发明专利技术构成分析

图8为物流分拣机器人发明专利分类号排名前十位情况。可以看出，物流分拣机器人领域的69件发明专利中，有24件专利分布在B07C3/02小组，占发明专利总量的34.8%；其次为B07C3/00、B07C5/36。排名前十位的分类号与该领域整体专利分类基本吻合，其中排名前三位的分类号与该领域整体专利技术分布前三位的分类号相同。

3.主要申请人技术构成分析

图9为物流分拣机器人专利主要申请人专利分类号排名前十位情况。可以看出，物流分拣机器人领域七位主要申请人的41件专利中，有16件专利分布在B07C3/02小组，占主要申请人专利申请总量的39.0%；其次为B07C3/00、B65G1/04（即“在仓库或库房内贮存单个的或顺序布置机械的存储装置”）。排名前十位的分类号与发明专利基本吻合，其中排名前两位的分类号与该领域整体专利技术分布前两位的分类号相同。

四、结论

综上所述，我国物流分拣机器人领域技术研发目前处于发展阶段，广东、浙江、江苏等电商物流业发达省份，在该领域技术发展较快。国内从事该领域技术研发的主要机构为机器人技术研发企业和物流企业，各研发主体之间合作较少，技术研发尚未形成协同创新局面。该领域专利技术含量不高，重点技术领域为“以分发方式为特征的设备”，分拣装置是物流分拣机器人的主要研发方向。