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作者姓名(中文):王居倫
作者姓名(英文):Chu-Lun Wang
論文名稱(中文):自動清掃機器人專利佈局與技術發展之研究
論文名稱(外文):A Study of Patent Portfolios and Technical Development in Automated Clean Robots
指導教授姓名(中文):劉國讚
指導教授姓名(英文):Kuo-Tsan Liu
口試委員姓名(中文):郭開誠
黃郁雯
口試委員姓名(英文):none
none
學位類別:碩士
校院名稱:國立臺灣科技大學
系所名稱:專利研究所
學號:M10024009
出版年(民國):102
畢業學年度:101
學期:2
語文別:中文
論文頁數:166
中文關鍵詞:清掃機器人專利佈局專利地圖申請專利範圍
外文關鍵詞:Patent portfoliosPatent mapClaimClean robot
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本論文將進行自動清掃機器人的專利佈局的分析研究,包含清掃機器人專利地圖分析、重要專利分析以及歷年技術發展分析三大部分。由於清掃機器人產業越來越熱門,其相關專利的調查與研究是必須進行的課題,故以此做為本研究的主題。

本研究係以美國專利資料庫提供之資料進行檢索,並將清掃機器人相關的美國專利以專利地圖的手法加以分析,製作出歷年專利件數圖、主要專利權人表、主要技術分類圖等圖表資訊,以得到此產業的技術現況資訊。重要專利分析則針對清掃機器人主要專利權人iRobot的重要專利進行分析,剖析個案的申請專利範圍進行分析,除了分析其連續案之請求項範圍變化以了解一系列專利的佈局方式外,也對個案進行審查過程分析去了解個案申請前後的請求項如何限縮修正,以了解重要公司的請求項佈局策略。專利技術發展分析將會進行各家廠商之專利技術發展圖製作,把各家廠商所擁有的專利以時間軸的方式列出,並探討其技術發展之過程,進而找出研發方向;

研究結果顯示,由專利地圖可知清掃機器人專利數量逐年成長中,專利的技術內容主要集中在室內導航、結構特徵以及迴避障礙物上;由重要專利分析可知,iRobot將同一發明概念利用連續案的申請,取得一系列的專利,其目的是在短期內累積大量的專利數量;而由專利技術發展分析可知,未來清掃機器人的發展可能與其他功能結合,例如醫療看護、無線充電以及保全等功能。
This thesis is about a study of patent portfolios and technical development in automated cleaning robots. This thesis including three parts: analyses of patent map, important patents and technical development tendency. Because the industry of cleaning robot has become more popular, searching and analyzing patents of cleaning robot is important and necessary, the thesis will focus on these subjects.

In the beginning, searching the cleaning robot patents from the United States Patent information database, then analyzing it and forming it to patent maps in order to obtain the status about technology information of this industry. A patent map shows that one important assignee is Irobot company whose important patents are valued to analysis further. By analyzing claims of these patents, the changes of claims of these continuation patents, and histories of patent application prosecution of amend information of these patents, we can find the portfolios about how Irobot arrangements these claims. And then, the technical development tendency pictures of important manufacturers according to patents will be established, every patents of manufacturers are listed with timeline in the tendency pictures to explore the process of technical development, and then analyzing it to find the new ideas to development.

By the aforementioned results, the patent maps show gradual growth in the number of patents of cleaning robot, and the inventions of these patents focus primarily on indoor navigation, structural characteristics and obstacle avoidance. The analyzing of important patents shows that Irobot applys a series of continue patent applications with an invention conception to get a large number of patents in the short term. The technical development tendency analysis shows that the future developments of the cleaning robot may be combined with other features, such as medical care, wireless charging, security service and other functions.
摘要I
英文摘要III
目錄IV
圖表索引VII
第一章 緒論1
1.1研究背景與動機.1
1.1.1清掃機器人簡介2
1.1.2 清掃機器人產業現況3
1.1.3 研究動機5
1.2 文獻探討7
1.2.1 自走式機器人相關文獻7
1.2.2 專利相關文獻8
1.2.3專利相關國外文獻10
1.2.4 自走式機器人專利文獻11
1.3 研究方法與架構12
1.3.1研究方法12
1.3.2 研究步驟13
1.3.3 研究範圍與架構14
第二章 清掃機器人專利總體分析16
2.1前言16
2.2檢索策略的訂立16
2.2.1 關鍵詞的建立16
2.2.2 檢索工具與資料庫的選擇17
2.2.3 檢索步驟的建立18
2.3 歷年專利件數趨勢分析23
2.2.1歷年專利申請件數23
2.2.2歷年專利公告件數24
2.3.3申請與公告件數比較26
2.4 專利分類分析27
2.4.1 IPC三階件數27
2.4.2 IPC四階分類28
2.4.3 UPC主分類29
2.4.4 UPC次分類29
2.5專利權人分析31
2.5.1 專利權人專利家族分析32
2.5.2 專利權人與歷年專利件數活動分析33
2.6主要專利權人分析35
2.6.1主要專利權人專利IPC分析35
2.6.2主要專利權人專利UPC分析37
2.7清掃機器人專利技術分析39
2.7.1技術分類39
2.7.2技術雷達圖41
2.7.3專利權人的總件數技術雷達圖43
2.8總結45
第三章 Irobot公司美國專利權佈局分析47
3.1 前言47
3.2 Irobot公司專利之技術歸類48
3.3 Irobot專利權範圍分析-避障技術系列專利51
3.3.1避障系列專利申請歷史51
3.3.2 專利申請案09/768,773之審查過程與專利權範圍53
3.3.3 專利申請案10/453,202之審查過程與專利權範圍56
3.3.4 專利申請案11/834,553之審查過程與專利權範圍57
3.3.5 統整與比較58
3.3.6 小結63
3.4 Irobot專利權範圍分析-機器人刷結構專利64
3.4.1刷結構系列專利申請歷史64
3.4.2專利申請案10/320,729之審查過程與專利權範圍66
3.4.3專利申請案10/818,073之審查過程與專利權範圍69
3.4.4專利申請案11/834,606之審查過程與專利權範圍72
3.4.5專利申請案11/834,656之審查過程與專利權範圍74
3.4.6 統整與比較77
3.4.7 小結89
3.5 Irobot專利權範圍分析-虛擬牆系列專利89
3.5.1 虛擬牆系列專利申請歷史89
3.5.2 專利申請案10/056,804之審查過程與專利權範圍91
3.5.3 專利申請案10/696,456之審查過程與專利權範圍93
3.5.4 專利申請案10/921,775之審查過程與專利權範圍94
3.5.5 專利申請案11/221,392之審查過程與專利權範圍96
3.5.6 專利申請案11/929,558 & 11/929,608 & 12/540,564之審查過程
與專利權範圍98
3.5.7 統整和比較100
3.5.8 小結105
3.6 總結106
第四章 主要公司技術發展趨勢107
4.1 前言107
4.2 Samsung技術發展分析107
4.2.1 Samsung清掃機器人技術發展分析107
4.2.2.Samsung 清掃機器人定位導航專利之發展112
4.2.3. Samsung 清掃機器人避障技術專利之發展115
4.2.4 Samsung 清掃機器人回充或回工作站之專利發展118
4.2.5 小結120
4.3 Irobot技術發展分析121
4.3.1 Irobot清掃機器人技術發展趨勢分析121
4.3.2 Irobot避障、刷結構與虛擬牆專利之發展123
4.3.3 Irobot控制模式與特污感應專利之發展126
4.3.4 小結128
4.4 LG技術發展趨勢128
4.4.1 LG清掃機器人技術發展分析128
4.4.2 LG清掃機器人定位導航專利之發展131
4.4.3 LG清掃機器人避障專利之發展137
4.4.4 LG清掃機器人充電專利之發展140
4.4.5 小結142
4.5 其他重要專利權人技術發展趨勢143
4.5.1 其他重要專利權人清掃機器人技術發展分析143
4.5.2 Dyson清掃機器人技術發展分析143
4.5.3 Electrolux清掃機器人技術發展趨勢分析147
4.5.4 Minolta清掃機器人技術發展趨勢分析150
4.5.5小結153
4.6 總結153
第五章 結論與未來研究方案154
5.1 結論154
5.1.1 由專利數量探討清掃機器人技術發展與現況154
5.1.2 由申請專利範圍探討Irobot請求項佈局策略156
5.1.3 技術發展趨勢158
5.2未來研究方向160
參考文獻162
國內參考文獻:
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[17]簡達義(2009),投射電容式多點觸控技術專利佈局之技術分析與研究,中華科技大學/機電光工程研究所碩士論文

[18]陳寶合(2010),專業應用服務型機器人之專利技術分析,國立中央大學/資訊管理研究所碩士論文

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[2]周原,2013台灣金援,造就機器人王國,天下雜誌第520期,2013/4/17,網址:
http://www.cw.com.tw/article/article.action?id=5048501

[3]白忠哲,橫跨家用與軍用機器人的iRobot公司,工研院專題報導,2009/4/6,網址:
http://www.robotworld.org.tw/index.htm?pid=10&News_ID=2885

[4] Engadget網站「三星掃地機器人 NaviBot SR8845 / SR8855五分鐘親密接觸」,2010,網址:http://chinese.engadget.com/2010/03/10/samsung-navibot-sr8845-sr8855-vacuum-cleaner-hands-on/

[5]三星官方網站新聞報導「2011,三星推出 NaviBot S 智慧掃除自動機器裝置」,網址:
http://www.samsung.com/tw/news/productnews/2011/21985

[6]Engadget網站「2010,看得更清楚,掃得更乾淨!LG Roboking增加第二顆攝影鏡頭」,網址:http://chinese.engadget.com/2009/12/17/lg-roboking-adds-second-camera-seeks-to-escape-roomba-shadow/

[7]吳盈潔,韓國智慧型機器人產學研單位參訪交流分享,精密機械研究發展中心專題報導,2008/6/4,網址:
http://www.robotworld.org.tw/data/for_trade1-d.php?News_ID=1737

[8]李政翰,機器人之人機互動技術發展現況與展望,機械工業雜誌281期,2006年8月號,網址: http://www.automan.tw/magazine/0_a_magaize_3_00.asp?mgid=53&sh=1

[9]MamiRobot台灣官方網站,網址:http://tw.mamiRobot.com 

[10]石承泰,北美消費電子大展CES 2010 展後特別報導,精密機械研究發展中心,2010/3/5,網址: http://www.robotworld.org.tw/data/for_trade1-d.php?News_ID=4223

[11]白忠哲,智慧型互動機器人 產業新藍海,經濟日報/E2版/台北國際連繫工業展專刊,2006/8/17,網址: http://tw.myblog.yahoo.com/jw!8jfAmkqfERiQSAC_QZ_z/article?mid=2374
 
 
 
 
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