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一种用于物流仓储移动搬运的机器人

阅读:607发布:2023-03-02

专利汇可以提供一种用于物流仓储移动搬运的机器人专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本 发明 提供一种用于物流仓储移动搬运的 机器人 ,包括四轮车底盘,转向用的 舵 机,大、小 机械臂 ,以及移动龙 门 架,前桥结构、车体结构、减震装置等组件。首先机器人主动移动到物件附近,用大机械手进行夹持提取物件,之后将其置于货物循环存储架上,系统根据物件大小,进行下一轮的操作,若物件需要组合分类,则先由循环存储货架移动到相应 位置 ,再由后方移动龙门架带着的小型机械手进行夹取,并将其置于储物柜相应格子中。如若此物件需成批移动到下一工位,则可由人工打开储物柜后部推拉门,进行人工提取;若需要将此物件补回仓库大型货架上,则进行“逆操作”,由小机械手夹持物件置于货物循环存储架上,再由大机械臂进行移动搬运。,下面是一种用于物流仓储移动搬运的机器人专利的具体信息内容。

1.一种用于物流仓储移动搬运的机器人,其特征在于:包括底盘总装、大机械臂总装、货物循环总装、转运装置总装、货物存储装置,所述大机械臂总装设置在底盘总装的前端,所述货物存储装置设置在底盘总装的后端,所述货物循环总装设置在底盘总装的中间,所述转运装置总装设置在货物存储装置和货物循环总装之间的底盘总装上,大机械臂总装用于夹取货物并放在货物循环总装上,转运装置总装将货物循环总装上的货物放置在货物存储装置上。
2.根据权利要求1所述的一种用于物流仓储移动搬运的机器人,其特征在于:所述底盘总装包括底盘、对称设置在底盘前端的两个前车轮、对称设置在底盘后端的两个后车轮,两个后车轮具有差速功能,两个前车轮具有转向功能。
3.根据权利要求1或2所述的一种用于物流仓储移动搬运的机器人,其特征在于:所述大机械臂总装包括设置在底盘总装上的基座、设置在基座上的悬臂、安装在悬臂上且驱动悬臂运动的液压达一、通过铰接座铰接在悬臂上的大臂、与大臂端部铰接的小臂、设置在大臂与悬臂铰接处的液压马达二、设置在大臂与小臂铰接处的肘关节、设置在大臂与悬臂铰接轴上的配重、设置在小臂末端的腕关节、铰接在腕关节与肘关节之间的关节杆一、铰接在配重与小臂之间的关节杆二、铰接在肘关节和大臂与悬臂铰接轴之间的关节杆三、设置在小臂与铰接座之间的液压缸、设置在腕关节上的夹持器,夹持器包括设置在腕关节上的液压马达三、夹持器机体,在夹持器机体之间设置有主动齿轮、与主动齿轮啮合的从动齿轮、与从动齿轮啮合的传动齿轮一、与传动齿轮一啮合的传动齿轮二,传动齿轮一和传动齿轮二的齿轮轴上分别设置有一桁架,每个桁架的端部铰接有夹子,每个夹子与夹持器机体之间还铰接有中间桁架,液压马达三的输出轴与主动齿轮的齿轮轴连接。
4.根据权利要求1或2所述的一种用于物流仓储移动搬运的机器人,其特征在于:货物循环总装包括通过底部连接件设置在底盘总装上的两个立架、设置在一个立架上的电机、与电机输出端连接的减速器、安装在减速器输出轴上的主动链轮、设置在两个立架之间的轴、安装在轴上的从动链轮、设置在主动链轮与从动链轮之间的链条、对称设置在轴上的两个下传动链轮、分别设置在两个立架上的两个上传动链轮,在两个上传动链轮与两个下传动链轮之间分别设置有传动链条,每个传动链条上等间距设置有三,在两个传动链条上对应的三角块之间设置有中间轴,每个中间轴上设置有运载货物的篮子。
5.根据权利要求3所述的一种用于物流仓储移动搬运的机器人,其特征在于:货物循环总装包括通过底部连接件设置在底盘总装上的两个立架、设置在一个立架上的电机、与电机输出端连接的减速器、安装在减速器输出轴上的主动链轮、设置在两个立架之间的轴、安装在轴上的从动链轮、设置在主动链轮与从动链轮之间的链条、对称设置在轴上的两个下传动链轮、分别设置在两个立架上的两个上传动链轮,在两个上传动链轮与两个下传动链轮之间分别设置有传动链条,每个传动链条上等间距设置有三角块,在两个传动链条上对应的三角块之间设置有中间轴,每个中间轴上设置有运载货物的篮子。
6.根据权利要求1或2所述的一种用于物流仓储移动搬运的机器人,其特征在于:转运装置总装包括设置底盘总装上的两个安装架、设置在每个安装架上的丝杠、安装在每个安装架上端的液压马达四、设置在每个丝杠上的滑块、设置在两个滑块件的连接件、设置在连接件上的液压马达五、与液压马达五输出端连接的同步带机构、设置在同步带机构上的小机械手,液压马达四的输出端与对应的丝杠连接。
7.根据权利要求3所述的一种用于物流仓储移动搬运的机器人,其特征在于:转运装置总装包括设置底盘总装上的两个安装架、设置在每个安装架上的丝杠、安装在每个安装架上端的液压马达四、设置在每个丝杠上的滑块、设置在两个滑块件的连接件、设置在连接件上的液压马达五、与液压马达五输出端连接的同步带机构、设置在同步带机构上的小机械手,液压马达四的输出端与对应的丝杠连接。
8.根据权利要求4所述的一种用于物流仓储移动搬运的机器人,其特征在于:转运装置总装包括设置底盘总装上的两个安装架、设置在每个安装架上的丝杠、安装在每个安装架上端的液压马达四、设置在每个丝杠上的滑块、设置在两个滑块件的连接件、设置在连接件上的液压马达五、与液压马达五输出端连接的同步带机构、设置在同步带机构上的小机械手,液压马达四的输出端与对应的丝杠连接。
9.根据权利要求5所述的一种用于物流仓储移动搬运的机器人,其特征在于:转运装置总装包括设置底盘总装上的两个安装架、设置在每个安装架上的丝杠、安装在每个安装架上端的液压马达四、设置在每个丝杠上的滑块、设置在两个滑块件的连接件、设置在连接件上的液压马达五、与液压马达五输出端连接的同步带机构、设置在同步带机构上的小机械手,液压马达四的输出端与对应的丝杠连接。
10.根据权利要求9所述的一种用于物流仓储移动搬运的机器人,其特征在于:小机械手与大机械臂总装的结构相同、大小不同。

说明书全文

一种用于物流仓储移动搬运的机器人

技术领域

[0001] 本发明涉及一种用于物流仓储移动搬运的机器人,属于特种机器人领域。

背景技术

[0002] 随着我国电子商务的兴起,也带动了我国物流行业的快速发展,在物流的运输中,仓储建设尤为重要。但是面对如今订单激增、货物繁多、超多批次的现状,并且随着中国社会结构的变化,人口老龄化程度的加深,劳动成本的不断提高,新兴一代劳动力对于单调、枯燥、繁重的分拣工作不感兴趣,所以传统的人力作业已经不能够满足市场以及快速高效管理的需求。因此,搬运机器人成为了各家仓储公司不可缺少的设备。
[0003] 而相对于大型仓储企业,一些中小型的企业,在没有大量资金的前提下,无法研发或购买全面性、系统性的高度智能化仓库,但其依旧对构建区域自动化仓库有着强烈的需求。这时,就需要一个可满足这类用户的单一产品型移动搬运机器人的出现来填补市场,以达到区域性的智能自动化仓库的构建。

发明内容

[0004] 本发明的目的是为了提供一种用于物流仓储移动搬运的机器人,是一种可以集货物提取、分拣、存储和搬运的智能机器人。
[0005] 本发明的目的是这样实现的:包括底盘总装、大机械臂总装、货物循环总装、转运装置总装、货物存储装置,所述大机械臂总装设置在底盘总装的前端,所述货物存储装置设置在底盘总装的后端,所述货物循环总装设置在底盘总装的中间,所述转运装置总装设置在货物存储装置和货物循环总装之间的底盘总装上,大机械臂总装用于夹取货物并放在货物循环总装上,转运装置总装将货物循环总装上的货物放置在货物存储装置上。
[0006] 本发明还包括这样一些结构特征:
[0007] 1.所述底盘总装包括底盘、对称设置在底盘前端的两个前车轮、对称设置在底盘后端的两个后车轮,两个后车轮具有差速功能,两个前车轮具有转向功能。
[0008] 2.所述大机械臂总装包括设置在底盘总装上的基座、设置在基座上的悬臂、安装在悬臂上且驱动悬臂运动的液压达一、通过铰接座铰接在悬臂上的大臂、与大臂端部铰接的小臂、设置在大臂与悬臂铰接处的液压马达二、设置在大臂与小臂铰接处的肘关节、设置在大臂与悬臂铰接轴上的配重、设置在小臂末端的腕关节、铰接在腕关节与肘关节之间的关节杆一、铰接在配重与小臂之间的关节杆二、铰接在肘关节和大臂与悬臂铰接轴之间的关节杆三、设置在小臂与铰接座之间的液压缸、设置在腕关节上的夹持器,夹持器包括设置在腕关节上的液压马达三、夹持器机体,在夹持器机体之间设置有主动齿轮、与主动齿轮啮合的从动齿轮、与从动齿轮啮合的传动齿轮一、与传动齿轮一啮合的传动齿轮二,传动齿轮一和传动齿轮二的齿轮轴上分别设置有一桁架,每个桁架的端部铰接有夹子,每个夹子与夹持器机体之间还铰接有中间桁架,液压马达三的输出轴与主动齿轮的齿轮轴连接。
[0009] 3.货物循环总装包括通过底部连接件设置在底盘总装上的两个立架、设置在一个立架上的电机、与电机输出端连接的减速器、安装在减速器输出轴上的主动链轮、设置在两个立架之间的轴、安装在轴上的从动链轮、设置在主动链轮与从动链轮之间的链条、对称设置在轴上的两个下传动链轮、分别设置在两个立架上的两个上传动链轮,在两个上传动链轮与两个下传动链轮之间分别设置有传动链条,每个传动链条上等间距设置有三,在两个传动链条上对应的三角块之间设置有中间轴,每个中间轴上设置有运载货物的篮子。
[0010] 4.转运装置总装包括设置底盘总装上的两个安装架、设置在每个安装架上的丝杠、安装在每个安装架上端的液压马达四、设置在每个丝杠上的滑块、设置在两个滑块件的连接件、设置在连接件上的液压马达五、与液压马达五输出端连接的同步带机构、设置在同步带机构上的小机械手,液压马达四的输出端与对应的丝杠连接。
[0011] 5.小机械手与大机械臂总装的结构相同、大小不同。
[0012] 与现有技术相比,本发明的有益效果是:
[0013] 本发明适用于劳动强度大、劳动密集、单调、枯燥、繁重的中型智能仓库,具有货物提取、分拣、存储和搬运的功能。该机器人能精准服务于中型智能仓库,并可适用服务于特大型智能仓库。该机器人能够自主识别物件的大小和类型,然后分类放置在储物柜中。它具有工作效率高、持续时间长、精确和安全的优点。
[0014] 本发明适用于作业范围为长度1000mm、宽度为750mm,负载大于50kg的工作环境。它包括四轮车底盘,转向用的机,大、小机械臂,以及移动龙架,前桥结构、车体结构、减震装置等组件。首先机器人主动移动到物件附近,用大机械手进行夹持提取物件,之后将其置于货物循环存储架上,系统根据物件大小,进行下一轮的操作,若物件需要组合分类,则先由循环存储货架移动到相应位置,再由后方移动龙门架带着的小型机械手进行夹取,并将其置于储物柜相应格子中。如若此物件需成批移动到下一工位,则可由人工打开储物柜后部推拉门,进行人工提取;若需要将此物件补回仓库大型货架上,则进行“逆操作”,由小机械手夹持物件置于货物循环存储架上,再由大机械臂进行移动搬运。
附图说明
[0015] 图1是用于物流仓储移动搬运机器人主视图;
[0016] 图2是用于物流仓储移动搬运机器人底盘视图;
[0017] 图3是用于物流仓储移动搬运机器人大机械臂主视图;
[0018] 图4是用于物流仓储移动搬运机器人夹持器局部视图;
[0019] 图5是用于物流仓储移动搬运机器人货物循环总装主视图;
[0020] 图6是用于物流仓储移动搬运机器人转运装置主视图;
[0021] 图7是用于物流仓储移动搬运机器人小机械手主视图。

具体实施方式

[0022] 下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细描述。
[0023] 结合图1至图7,本发明的一种用于搬运的机器人由底盘总装1、大机械臂总装2、货物循环总装3、转运装置总装4、货物存储装置5、开槽圆柱头螺钉1-1、动机1-2、锥齿轮传动轴1-3、大齿轮1-4、平键1-5、差速器1-6、球头传动轴1-7、后车轮1-8、轴1-9、齿轮1-10、键1-11、联轴器1-12、电动舵机1-13、开槽圆柱头螺钉1-14、方向舵柄1-15、前车轮1-16、球轴头连接件1-17、转向连接杆1-18、转向连接杆1-19、方向拐1-20、球轴头连接件1-21、转舵1-
22、球轴头1-23、特质螺栓1-24、销轴1-26、基座2-1、悬臂2-2、液压马达一2-3、液压马达二
2-4、大臂2-5、螺栓2-6、配重2-7、关节杆二2-8、螺栓2-9、螺栓2-10、肘关节2-11、关节杆三
2-12、螺栓2-13、关节杆一2-14、液压缸2-15、小臂2-16、腕关节2-17、螺栓2-18、液压马达三
2-19、夹持器2-20、从动齿轮2-21、轴2-22、主动齿轮2-23、传动齿轮一2-24、轴2-25、胶套2-
34、夹子2-35、轴2-36、轴2-37、桁架2-38、轴2-3、传动齿轮二2-40、轴2-41、夹桁架2-26、轴
2-27、轴2-28、桁架2-29、轴2-30、夹子2-30、轴2-32、桁架2-33、夹持器机体2-42、底部连接件3-1、下传动链轮3-2、齿轮3-3、电机3-4、减速器3-5、齿轮3-6、减速器输出轴3-7、链条3-8螺钉3-9、螺钉3-10、三角块3-11、轴承3-12、上传动链轮3-13、中间轴3-14、上传动链轮3-
15、篮子3-16、下传动链轮3-17、传动链条3-18、轴3-19、;链条3-20、定位板4-1、液压马达五
4-2、滑块4-3、滑块4-4、丝杠4-5、联轴器4-6、液压马达四4-7、小机械手4-8、皮带4-9、电机
4-10、机械手4-11、电机4-12、腕关节4-13、小臂4-14、关节杆4-15、关节杆4-16、肘关节4-
17、关节杆4-18、大臂4-19电机4-20、电机4-21、基座4-22组成。
[0024] 位于整个机器人下方的后车轮固定在底盘总装1上,两个后车轮安装为左右对称结构,所以仅以左后车轮1-8为例,说明其安装结构。后车轮1-8通过球头传动轴1-7与差速器1-6相连接,从而实现两个后车轮的差速运动。差速器1-6与锥齿轮传动轴1-3相连接,实现锥齿轮的传动。在锥齿轮传动轴1-3的中间部位安装大齿轮1-4,用平键1-5进行定位连接,在齿轮的左边采用轴肩定位,且与齿轮1-10相啮合,齿轮1-10与轴1-9通过键1-11进行定位连接,轴1-9与电动机1-2通过联轴器1-12连接,从而实现电动机1-2对机器人后车轮的传动。电动机1-2通过开槽圆柱头螺钉1-1固定在支撑定位板上。电动舵机1-13位于底盘的前半部分,用四个开槽圆柱头螺钉1-14固定在支撑定位钢板上,电动舵机1-13通过方向舵柄1-15和球轴头连接件1-17与转向连接杆1-18相连接,转向连接杆1-18又通过球轴头连接件1-21与转舵1-22相连接,转舵1-22通过特质螺栓1-24、销轴1-26与方向拐1-20连接。具体的说是方形拐通过特制螺栓1-24铰接在底座上,通过1销轴-26与转舵铰接,该部分实现了控制前车轮1-16的转向功能。用于夹取货物的大机械臂总装2位于支撑定位钢板的前部,大机械臂通过基座2-1固定在底盘总装1上,悬臂2-2位于基座2-1上面,液压马达一2-3位于悬臂2-2的上面,为悬臂提供动力,可以实现大机械臂的360°旋转。液压马达2-4二大臂2-5提供动力,实现大臂2-5的上下摆动,大臂2-5与小臂2-16通过螺栓2-13连接,当大臂2-5上下摆动的时候,带动小臂2-16上下摆动,肘关节2-11与大臂2-5也通过螺栓2-13连接,从而大臂2-5的上下摆动,会带动整个机械手的上下摆动。关节杆2-8与小臂2-16通过螺栓2-10连接,与配重2-7通过螺栓2-6连接,关节杆2-12与肘关节2-11通过螺栓2-9连接,关节杆一2-14与肘关节2-11通过螺栓连接,与腕关节2-17也通过螺栓相连接。液压缸2-15与小臂2-
16通过螺栓2-13连接,可以实现小臂2-16的前后运动,小臂2-16与腕关节2-17通过螺栓2-
18连接,液压马达三2-19位于夹持器2-20的上方,为夹持器夹取货物提供动力。从动齿轮2-
21通过轴2-22与夹持器机体2-42连接,主动齿轮2-23通过液压马达2-19的输出轴2-40与夹持器的机体2-42连接,并为整个夹持器提供动力。齿轮2-21与齿轮2-23相啮合,传递动力。
传动齿轮一2-24与齿轮2-21相啮合,并通过轴2-28与夹持器机体连接,齿轮2-24与桁架2-
26通过轴2-28连接,桁架2-26与夹子2-31通过轴2-25连接,夹子2-31与桁架2-29通过轴2-
27连接,桁架2-29与夹持器机体2-42通过轴2-30连接,夹子为左右对称结构,轴2-32、桁架
2-33、夹子2-35、轴2-36、轴2-37、桁架2-38、轴2-39、传动齿轮二2-40与夹持器左边的连接关系一样。两个夹子2-14上都装有防滑胶套2-34,来增大摩擦,使抓取货物更加稳固。
[0025] 货物循环总装3通过底部连接件3-1与底盘1相连接,电机3-4与减速器3-5,减速器的输出轴3-7通过键与主动链轮3-6连接,为整个转运装置提供动力,主动链轮3-6与从动链轮3-3通过链条3-20连接,传递动力。从动链轮3-3与轴3-19通过键连接,从而带动轴3-18转动,下传动链轮3-17与下传动链轮3-2分别与轴3-19通过键连接,通过轴3-19带动下传动链轮3-2与下传动链轮3-17转动,上传动链轮3-13与下传动链轮3-2通过链条3-8连接,上传动链轮3-15与下传动链轮3-17通过链条3-18连接,从而实现整个转运装置的动力传动。三角块3-11通过螺钉3-9固定在链板上,轴承3-12通过螺钉3-10固定在三角块上,中间轴3-14固定在轴承3-12上,篮子3-16固定在轴3-14上,在其上面实现360°旋转。随着链条3-8和链条3-18上下运动,从而实现货物的循环存储。
[0026] 转运装置4位于底盘1的中后部,使用定位板4-1通过8个开槽圆柱头螺钉固定在底盘1上,使用两个梯形丝杠作为其竖直方向的滑道,因为梯形滑道可以实现自的功能。液压马达四4-7通过联轴器4-6与丝杠4-5连接,带动丝杠4-5转动,滑块4-4与丝杠4-5相互配合,可以在丝杠上上下移动。滑块4-3与滑块4-4通过螺钉连接,使其固定在滑块4-4上,可以随着滑块4-4一起上下移动,液压马达五4-2带动皮带4-9运动,皮带4-9带动其上的小机械手4-8左右移动。基座4-22固定在皮带4-9上,随着皮带一起左右运动,电机4-21位于基座4-22的上方,带动着整个机械手做360度的旋转,电机4-20控制大臂4-19做上下运动,大臂4-
19与肘关节4-17通过螺栓连接,肘关节4-17与关节杆4-15通过螺栓相连接,关节杆4-17与小臂4-14通过螺栓连接,小臂4-14以及关节杆4-15分别与腕关节4-13通过螺栓连接。电机
4-12控制机械手4-11做360°旋转,电机4-10控制机械手4-11的闭合,从而去夹取货物。货物存储装置5位于底盘1的后部,由开槽圆柱头螺钉固定。
[0027] 工作原理:用于分拣搬运货物的机器人的操作工程可分为夹取、放置、分类储存、提取四个过程,具体为:
[0028] 1)夹取货物在肘关节处,对上连接一个关节杆,对下也连接一个关节杆,这样可以保持夹子一直处于平的状态,当机器人靠近货物时,启动大机械臂腕关节处的驱动电机,带动机械手的中心齿轮转动,通过一级齿轮减速后,将动力输入左手夹,控制左手夹的齿轮与控制右手夹的齿轮相啮合,它们的齿数与模数相同,这样可以控制左手夹与右手夹关闭与打开的一致性。在左手夹和右手夹分别装有防滑胶套,可以防止货物的滑落。
[0029] 2)放置货物首先是位于基座处的电动机启动,电动机的输出轴通过减速齿轮然后带动整个机械臂旋转180°。当靠近机械臂靠近循环储物架的篮子时,大机械臂腕关节处的驱动电机逆向旋转,带动机械手的中心齿轮转动,通过一级齿轮减速后,将动力输入左手夹,这样就可以控制夹子打开放下货物,从而完成放置货物的过程。
[0030] 3)分类货物当货物位于循环储存架的篮子时,系统会根据物件的大小,进行下一轮的操作,若物件需要组合分类,则先由循环存储货架移动到相应位置,再由后方移动龙门架带着的小型机械手进行夹取,并将其置于储物柜相应格子中。小机械臂夹取货物与放置货物的过程与大机械臂夹取、放置货物的过程一样。
[0031] 4)则可由人工打开储物柜后部推拉门,进行人工提取;若需要将此物件补回仓库大型货架上,则进行“逆操作”,由小机械手夹持物件置于货物循环存储架上,再由大机械臂进行移动搬运。
[0032] 该机器人的作用是在一排排的仓库货架中,提取所需的物件,并进行订单式组合或相同性组合,暂存于搬运机器人上,并最终将大批物件移动到下一工作位置处。根据上述条件,物流仓储移动搬运机器人的设计参数如下:
[0033] 机械手负载>50kg,作业移动速度>500mm/s,机器人重量<200kg,作业范围:长度1000mm、宽度750mm。小机械臂小臂长度176.5mm,两端的连接孔分别为Φ10mm和Φ9mm,螺栓Φ3mm;小机械臂的肘关节采用等腰三角形结构,其设计参数为:规格(长×宽×高):86.8×42×5mm,壁宽8mm,底角35°,采用三角形结构使小机械臂活动时更加的稳定;小机械臂的关节杆设计参数:规格(长×宽×高):178×11×5mm,两端的螺栓孔Φ9mm;小机械臂腕关节的设计参数:规格(长×宽×高):67×28.5×5mm,三个螺栓孔的直径分别为:Φ4mm,Φ4mm和Φ9mm;小机械臂小臂的设计参数为:规格(长×宽×高):229×18×5mm;
[0034] 地轨导块尺寸(长×宽×高):64×24×10mm;小机械臂肘关节下杆规格(长×宽×高):166×14×5mm,两端螺栓孔Φ9mm,两螺栓孔之间的距离为148mm;插片槽规格95×18×30mm,壁厚为3mm,共有六个螺纹孔Φ4mm,每个螺纹孔之间的距离为10mm;限位器顶块:壁厚为0.5mm,中间圆孔直径为Φ4mm,其作用是阻止零件的移动行程不能超过限位块所在的位置;同步带固定板设计参数为:规格(长×宽×高):110×110×12mm,四个螺纹孔规格Φ
10mm,两螺纹孔之间的距离为80mm;篮子固定底板采用等腰三角形结构136.5×92.8×
18mm,顶角螺纹孔Φ9mm,底角两个螺纹孔都为Φ12.7mm、距离为44.5mm;带轮盖板规格(长×宽×高):200×90×5mm;货物循环架直流电动机采用额定电压24V,额定功率0.55KW,转速1200r/min。
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