数据显示，大多机器人厂商是在近 3 年推出协作机器人相关产品，而优傲机器人
作为最先推出协作机器人产品的企业于 2008 年推出了首款协作机器人产品 UR5。
截至 2017 年 10 月，全球有超 50 家厂商积极推广协作机器人，这些企业主要分布在工
业基础发达的国家，如美国、德国、意大利、日本等，随着中国工业综合实力的提升，进入
协作机器人这一高端技术领域的中国企业数量与国外相差无几。
第一节 全球协作机器人市场概况分析
GGII 数据显示，2016 年全球协作机器人销量 1.05 万台，同比增长 95.35%；市场规模
达 19.62 亿元，同比增长 91.44%；2014-2016 年，其协作机器人销量及市场规模年复合增长
率分别为 74.71%和 71.23%。全球协作机器人市场超高速增长主要原因如下:
（1）传统工业生产模式遭遇瓶颈，协作机器人的人机协作特性助力于打破传统、迈向人机
共融。一方面，全球范围内企业依赖于劳动密集型的成本劳动红利逐渐消失，企业急求机器
人替代人工方案；另一方面，产品规模化、定制化生产，需要机器人供应商提供更灵活、周
期更短、量产更快的生产和设计方案。
（2）机器人智能系统技术的提升，为其协作机器人推广应用打下“安全基石”。协作机器
人的智能软件系统使其在人机协作的环境下，人身安全得到有效保证；同时，赋予了协作机
器人感知、运动及交互能力，使其能够适应复杂的工作环境并具有拖动示教功能，便于操作。
（3）中小企业低成本迈向工业 4.0 的有效途径。协作机器人产品可直接对接产线且无需系
统集成，其售价通常在 10-30 万元之间，部署成本远低于近 60 万元的传统工业机器人系统
集成价格，这对以小批量、定制化、短周期、且无法投入过多资金对生产线进行大规模改造
的中小企业有着较大吸引力。
因协作机器人部署成本低、灵活性强、安全性好等特性，可满足新兴行业的需求，人机
协作在制造领域的重要性不断提升。
目前，全球范围内，无论是传统工业机器人巨头，还是新兴的机器人创业公司都在加紧
布局协作机器人。以中国为例，“中国制造 2025”规划的出台为协作机器人提供了广阔的市
场前景。
全球协作机器人销量及市场规模会仍将保持高速增长。预计到 2020 年，全球协作机器人销量将达 5.0 万台，
市场规模将突破 79 亿元。届时，协作机器人保有量占工业机器人保有量的比值将从2016年的1.19%上升至5.0%。
第二节 全球协作机器人技术发展分析
协作机器人技术发展特点主要体现在易用性、灵活性、安全性三个方面。
（1）易用性方面
易用性是机器人控制器设计的重中之重，其中涉及具体技术包含各类图形化编程、工艺
包、示教方式、指令丰富程度、二次开发平台、系统扩展性（硬接口，软协议），离线编程
软件等。
虽然，协作机器人的拖动示教功能特性免去了传统工业机器人复杂的编程和配置，使其
操作简单、易上手；但是，目前市场的一些协作机器人产品，它们提供的图形界面只能完成
一些简单的拣选/取放任务，仍存在易用性不强的问题。
为提升协作机器人的易用性，行业内企业对机器人编程语言进行开发优化，使机器人能
适应复杂工作环境。如 UR 机器人采用一种专利技术的图形化编程方式，把复杂的指令简化
为组合按钮形式，配合拖动示教完成机器人的编程； 日本 Mujin 提供一种简单快速的 3D
环境重建方法及针对复杂环境进行自动轨迹规划的技术，可大幅降低机器人部署时间和工作
量；Franka 推出图形化编程系统，通过组合不同的基本元素，使用户可在不具备任何专业
知识的情况下编写复杂的机器人程序。
随着协作机器人应用领域的不断扩展，要提升协作机器人简单易用性，提供更简单直观，
功能更强大的编程方法仍将协作机器人企业长期努力的方向。
（2）灵活性方面
从软件层面来看，协作机器人系统多数具有学习和演化的能力，使其产品具有适应性、
灵活性，它们主要采用增强型学习方法和遗传规划，可实现多机协同作业；
然而，目前的多机器人学习和演化还停留在比较低的行为层次，其学习和演化的任务和
环境也非常简单，当其面对更为复杂的任务和环境时，存在时滞评价和组合爆炸问题；同时，
对多智能体的分布式学习与演化，也与传统的集中式的学习与演化方法有明显区别，还有待
寻找更为有效的行为优化方法。
从硬件层面来看，目前，协作机器人技术产品多数为 6 自由度及以上的多关节机器人，
自重及负载都较小，产品安装方式及其移动部署相对灵活。适用于柔性、灵活度和精准度要
求较高的行业如电子、医药、精密仪器等行业，满足更多工业生产及服务行业的操作需要。
（3）安全性方面
安全问题作为实现人机协作一个前提条件，只有保障了操作人员的人身安全，才能更好
的协同工作，提高企业效率。
为有效规范协作机器人设计及安全，国际标准化组织于 2016 年 3 月发布了《ISO/TS
15066 Robots and robotic devices–Collaborative robots》标准，该标准作为支持 ISO
10218“工业机器人安全标准”的补充，进一步明确了协作机器人的设计细节及系统安全技
术规范，主要要求如下：
各协作机器人企业都通过开发硬件或者软件，抑或两者兼备的方式确保其能实现人机协
同作业，但不同企业实现途径不一。
如优傲利用其专利传感器和软件技术，实现协作机器人的功率和力的限制功能； Rethink
协作机器人产品通过搭载串联弹性驱动器(SEA)，将力矩控制转化为弹簧形变量控制，实现
精确的力矩控制；博世协作机器人配备机器人保护皮衣APAS（触觉检测装置），检测受力情
况并可向控制器提供即时反馈，确保人员安全。
第三节 全球主要协作机器人代表
目前研发协作型机器人的企业分成三类：一是拥有核心技术的创新型企业，例如丹麦优
傲 Universal Robots 的 UR 系列机器人和美国 Rethink Robotics 的 Baxter 和 Sawyer 协作
机器人；二是传统工业机器人巨头，比如 ABB 的 YuMi 协作机器人 KUKA 的 LBR iiwa 智能工
业工作助理等；三是互联网企业，比如谷歌、亚马逊等，这些类型企业大都具备核心技术、
大量业内资源、以及雄厚资本等优势。