RV减速器技术专利分析

RV减速器技术专利分析

一、RV减速器技术概况

自1985年以来，RV减速机在机器人制造业中已经生产超过三百万个以上，广泛用于工

业机器人、机床、装配装置、搬运装置等领域。

图1RV减速器在工业机器人中的应用和结构立体图

RV减速器是采用planocentic方式的减速结构的高精密控制用减速器，由于该减速器

同时啮合齿轮数较多，具备小型、轻量特点的同时，也具有高刚性、耐过载的特点。另外由

于间隙、旋转振动、惯性小，所以具有良好的加速性能，可以实现平稳运转并获取止确的位

置精度。

RV•减速器是由渐开线圆柱齿传输线行星减速机构和摆线针轮行星减速机构两部分组成。

第一级减速的形成执行电机的旋转运动由齿轮轴传递给两个渐开线行星轮，进行第一级减速;

第二级减速的形成行星轮的旋转通过曲柄轴带动相距180°的摆线轮，从而生成摆线轮的公

转；同时由于摆线轮在公转过程中会受到固定于针齿壳上的针齿的作用力而形成与摆线轮公

转方向相反的力矩，也造就了摆线轮的自转运动，这样完成了第二级减速；运动的输出通过

两个曲柄轴使摆线轮与刚性盘构成平行四边形的等角速度输出机构，将摆线轮的转动等速传

递给刚性盘及输出盘。

在国外，RV减速器的研制、生产主要在日本。

二、RV减速器技术全球专利分布分析

2.1全球申请量趋势分析

全球

图2RV减速器技术全球专利申请趋势

如图2所示，RV减速器技术全球专利申请量总体呈现稳步发展、持续增长的趋势。从

技术发展的角度，结合专利申请量，将工业机器人技术全球专利申请的情况分为以下几个阶

段。

1）从1986年至1997年，全球专利申请数量波动起伏。

全球的专利申请始于1986年，最初十年处于缓慢发展阶段，申请量较少，一方面由于

企业的主要市场集中在本国境内，另一方面由于技术尚天完全成熟，呈现出一种波动起伏的

发展态势。至1997年前后，RV减速器技术的年申请量均保持在10项以内。

2）从1998年至2005年，全球专利申请数量缓慢增长。

随着技术的发展，虽然申请量增长缓慢且偶尔有波动,但已呈现出一定的缓慢增长趋势,

特别是1998年、2001年以及2003年和2004年，说明这些年RV减速器领域的研究和创新

处于高度活跃期，许多企业开始重视这方面的研究和创新。

3）从2006年至今，全球专利申请数量快速增长。

从2006年以来，由于国内对RV减速器研究的重视，加速了全球RV减速器的发展态势，

虽然受全球金融危机的影响，2009年RV减速器技术申请出现首次下降，但随后很快强势恢

复，总体呈快速增长趋势。

2.2全球技术构成分析

■结构

■制造加工

■润滑冷却

降噪

■材料

图3.RV减速器技术全球技术构成分析

在全球专利申请中，RV减速器技术主要还是其中在结构方面，占总申请量的80%以上,

其次是RV减速器的制造加工，占10%,最后是有关润滑冷却，降噪和材料方面的研究和创

新。

2.3全球专利竞争区域分析

2.3.1首次申请国/地区分析

图4.RV减速器技术首次日请国分析

以优先权为统计来源，能够有效判断技术来源，从统计结果来看，RV减速器技术的首

次申请国主要集中在日本，占有55%的申请量，可以看出以日本专利为优先权的申请量占据

绝大多数，也就是说在全球范围内，日本在该领域中占据近似垄断的地位，因而研究FI本的

专利申请文件中的技术，能够有效地掌控技术发展的方向和热点。中国作为最活跃的经济体,

也正表现出对于这种技术的关注，一方面由于近年来工业机器人方面需求量显著增加，另一

方面也表明中国企业、高校及研究院所也加强这方面的研究，目前已有超过20%的申请量。

其次分别是美国、德国、EP和韩国在这方面也有一定的研究和申请。

2.3.2两大RV减速器企业目标市场国/地区分析

FI前主要的两大RV减速器企业分别是纳博特斯克株式会社/有限公司和住友重机械工

业株式会社，其主要的目标市场国/地区分析如下图所示。

12%

图5纳博特斯克住友的目标市场国/地区分析图6住反的目标市场国/地区分析

从图中可知，纳博特斯克株式会社/有限公司和住友重机械工业株式会社的大部分还是

在日本本国的申请，分别占有35%和44乐其次是中国，分别占有12%和13%o而住友重机械

工业株式会社更注重德国、韩国和美国这些国家，纳博特斯克株式会社/有限公司则更注重

在国际局、欧局、韩国、美国和德国这些市场国/地区进行专利布局。

2.4全球主要申请人/专利权人分析

2.4.1主要申请人排名分析

图7全球主要申请人排名分析

从图中可以看出，RV减速器技术的申请主要集中在EI本的纳博特斯克株式会社/有限公

司（包括其前身帝人制机株式会社）以及住友重机械工业株式会社，它们两家的申请量在全

球占垄断地位。从纳博特斯克株式会社的专利申请和市场份额情况可以清楚地看到专利在企

业创新和市场方面的显著作用。此外，住友重工作为摆线减速器方面的重要申请人和市场占

有者，其在RV减速器方面的专利申请也占据重要的地位，其专利申请量仅次于纳博特斯克

株式会社。其他企业的申请量基本都在个位数。

2.4.2技术集中度分析

■结构■制造加工■润滑冷却■降噪■材料

图8全球的技术集中度分析

从图中可以看出，RV减速器的重点技术集中在结构方面，涉及减速器的整体结构、行

星齿轮的结构、偏心摆线轮或曲轴的结构等等；其次是制造加工、润滑冷却，这关系到RV

减速器的使用寿命；材料和降噪方面涉及的不多。

2.4.3主要申请人技术主题分布分析

■结构■结构

■制造加工■制造加二

■润滑冷却■润滑冷却

■降噪■材料

■材料■降噪

图9纳博特斯克的技术主题分布分析图10住友的技术主题分布分析

从图中可以看出，RV减速器技术两大主要申请人纳博特斯克株式会社/有限公司（包括

其前身帝人制机株式会社）以及住友重机械工业株式会社，它们的技术主题分布均集中在结

构方面，相对而言，纳博特斯克的结构方面的研究比重更大，而住友重机械工业株式会社在

制造加工和润滑冷却方面也有一定的投入，申请的比重加对较大。

2.4.4全球主要发明人分析

图11全球主要发明人排名分析

全球RV减速器技术申请量在10件以上的主要发明人如上图所示。从图中可以看出，排

名前三位的分别是HAGATAKU、MINEGISHISEIJI和ISHIKAWAT,他们均是住友重机械工业

株式会社的发明人。而排名第四位的NAKAMURAK则是纳博特斯克株式会社的员工。在上述

这些发明人中，均是住友重机械工业株式会社或纳博特斯克株式会社的成员。

三、RV减速器技术中国专利分布分析

3.1申请量趋势分析

校耕枳耕解耕在裨耕新耕犬耕护耕耕祈

图12RV减速器技术中国专利申请趋势

如图4-所示，RV减速器技术中国专利申请量总体呈现持续增长的趋势。从技术发展的

角度，结合专利申请量，将工业机器人技术中国专利申请的情况分为以下几个阶段。

1）从2001年至2009年，中国专利申请数量缓慢增长。

在中国，虽然RV减速器的研究20世纪80年代就已经开始，但专利申请自2001年才开

始且至今申请量一直较少，究其主要原因在于核心技术掌握在国外领先企业手中，国内研发

相对处于起步阶段。RV减速器方面的专利申请数量在2006年和2007年开始显著增加，

2）从2010年至今，中国专利申请数量快速增长。

从2010年以来，一方面由于工业机器人的需求量增大，因而作为工业机器人不可缺少

的RV减速器研发和创新增多；另一方面，国外企、也对于中国市场的重视程度越来越大，积

极开展专利布局，经过多年技术消化吸收所涌现出得具有研究和创新能力的RV减速器企业

也积极进行专利申请，保护自主知识产权。因此中国专利申请量总体呈快速增长趋势。

3.2中国技术构成分析

■结构■润滑冷却■制造加工■降噪■材料

图13RV减速器技术中国技术构成分析

在中国专利申请中，RV减速器技术主要还是其中在结构方面，占其申请量的78%。其次

是RV减速器的润滑冷却，制造加工，降噪和材料方面的研究和创新。

3.3中国专利竞争区域分析

3.3.1来源国分布分析

图14RV减速器技术中国专利来源国分布分析

以优先权为统计来源，能够有效判断技术来源，从统计结果来看，RV减速器技术中国

专利申请的主要来源国还是本国，其次是日本，其在华的RV减速器方面专利申请量占到2遍,

可以看出日本非常重视在中国的专利布局，以实现对中国市场的垄断。

3.3.2国外来华申请趋势分析

图15RV减速器技术国外来华申请趋势分析

从上图可以看出，2010年以前RV减速器技术国外来华申请趋势呈稳步增长态势，但是

2011年以后，呈迅速增长的趋势，说明国外企业越来越重视在中国的专利布局。而近几年

相对有所回落，这与很多PCT申请进入国家阶段的日期较晚也有一定的关系。

3.3.3各省市专利申请分布

新・2

西藏0

单位：件

小于不含1

小于不含3

小于不含10

小于不含30

大于含30

图16RV减速器技术中国专利各省方专利申请分布

从各省市专利申请分布数据来看，浙江省的申请量在全国处于领先地位，这与浙江恒丰

泰减速机制造有限公司有关，其次是江苏和广东，这与这两地的工业机器人的产业发展有关,

在减速器方面的需求和投入也较多。

3.3.4主要省市申请量/授权量排名分析

图17RV国内主要省市申请量/授双量排名分析

从上图可以看出，国内主要省市的排名状况，浙江省由于有浙江恒丰泰减速机制造有限

公司和吴声震，申请量遥遥领先，江苏省由r有南通振康机械有限公司，排名第二。第三是

广东省，这跟其省内_L业机器人的蓬勃发展有关。重庆、安徽、上海、四川的申请量不相上

下，上海、四川的发明申请大部分处于公开状态，目前没有授权的。

3.3.5主要省市专利法律状态分析

国内主要省市专利法律状态排名如下表所示。

表1国内主要省市专利法律状态排名

发明实用新型

公开量授权量总量授权率授权量

浙江省503610664.29%23

江苏省1172743.75%31

广东省1441980.00%16

重庆市6410100.00%9

安徽省53975.00%9

上海市80120.00%6

四川省7080.00%9

天津市41733.33%7

北京市6090.00%5

辽宁省42766.67%4

河南省538100.00%2

从上表可以看出，由于个别省市的发明申请量不多，目前已经审理的几个发明都授权了，

因此授权最为100%,如重庆和河南省。广东省的授权率相对较高，有80机而浙江省作为

RV减速器申请的大省，其授权率为64.29机

3.4中国专利主要申请人/专利权人分析

3.4.1主要申请人/专利权人排名

图18RV减速器技术中国专利主要企业申请人排名分析

在主要申请人中，我们可以看到住友重机工业株式会社和纳博特斯克株式会社两家日本

企业在该技术领域的专利申请方面遥遥领先，国内企业主要是浙江恒丰泰减速机制造有限公

司和南通振康机械有限公司，其申请量已超过】0件，远远超过其他国内企业，另外还有富

莱茵汽车部件有限公司、珠海飞马传动机械有限公司、重庆洋迪机电有限公司和凯波有限责

任两合公司，但是都是进行了零星的专利申请。

3.4.2主要申请人技术主题分布分析

■润滑冷却

■结构

■降噪

图19南通振康的技术主题分布分析

浙江恒丰泰减速机制造有限公司均是结构方面的专利申请，而南通振康机械有限公司在

润滑冷却、结构和降噪方面均有涉足，从图9中可以看H1,润滑冷却是南通振康机械有限公

司的主要创新点，而结构是其次，这与大部分企业有所不同。

3.4.3申请人类型分析

企业

60%

图2()RV减速器技术中国专利申请人类型分析

从图中可以看出，大部分是企业申请，占了60%左右，还有一些个人申请，其中以吴声

震为首，申请了将近100件专利申请，最后是高校的申请，说明RV减速器在高校中的研发

比重并不大。

3.4.4中国主要发明人分析

李响

中村江儿+中村江优

顾京君

孔向东

为永淳

叶胜康

芳贺卓

志津庆刚

石川哲三

吴声震

020406080100120

图21RV减速器技术中国专利主要发明人排名分析

从在华专利申请的主要发明人可以看出，浙江温州的吴声宸发明了100件左右专利，其

前期均是个人申请，后期加入江苏泰来减速机有限公司，主要研究设计新型减速器来替换

RV减速器。在另外的主要发明人中，除了浙江恒丰泰减速机制造有限公司的叶胜康和孔向

东共同申请的10几件专利之外，南通振康焊接机电有限公司的顾京君也发明了10件专利,

江苏昊克传动科技股份有限公司的李响也有9件专利。可见在该领域中发明创新的主体从原

来主要集中在口本的两家企业中逐渐发展为了百花齐放，其中石川哲三、志津庆刚和芳贺卓

是来自住友重机工业株式会社，其主要对摆动内啮合型减速装置进行了研究。

四、产业发展方向分析

RV减速器的精细化专利技术主要集中在以下五个方面：小型化结构、制造加工、海滑、

冷却和降噪；其中，以纳博特斯克株式会社为例，对小型化结构的研发方向包括两个主要内

容：缩短减速器轴向方向长度以及在不增大减速器尺寸情况下提高输出转矩。专利技术整体

发展路线如下图所示。

小

型

2012

2009

6

200

2003

结2C00

MA

50

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71M

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2011

15

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