六维力传感器行业进展如何？_20页_2mb

六维力传感器行业进展总结

核心内容

六维力传感器是一种能够同时测量三个方向的力和三个方向的力矩的高精度传感器，广泛应用于人形机器人、汽车测试、航空航天、医疗、科研等领域。随着人形机器人技术的发展，六维力传感器在实现主动柔顺控制、自适应力控制方面具有关键作用。

主要观点

• 技术壁垒：六维力传感器的制造涉及复杂的力学设计、高精度标定、低串扰、高精度和高准确度等技术要求，其核心技术具有know-how特征，形成较高的技术护城河。
• 标定复杂性：六维力传感器需通过六维联合加载设备进行标定，该设备需自行研制，对制造工艺和算法要求较高。
• 应用场景：六维力传感器适用于复杂环境下的多维力测量，相比一维和三维力传感器，其应用不受方向或作用点限制，具有更广泛的应用前景。
• 行业增长：预计2023-2027年，中国六维力传感器市场规模将保持高增长，复合增长率超过45%。机器人行业将成为主要增长驱动力。
• 国产替代趋势：尽管目前外资品牌仍占据主导地位，但国产企业如坤维科技、宇立仪器、蓝点触控等已逐步在细分领域占据市场份额，并在产品性能、成本等方面具备优势。

关键信息

一、六维力传感器原理与结构

• 工作原理：六维力传感器通过弹性体表面贴装应变片，利用应变片的电阻变化将机械形变转化为电信号，通过矩阵运算解耦，实现力和力矩的测量。
• 结构特点：六维力传感器结构紧凑、体积小、成本低，根据弹性体结构不同，可分为多种类型，如十字式、竖直支撑式、圆筒形、双环型、三梁式等，不同结构对制造难度和成本影响较大。
• 测量精度：六维力传感器需保证低串扰、高精度和高准确度，优秀产品串扰在1%FS左右，而准度则涵盖滞后、线性、蠕变等误差因素。

二、行业应用与市场前景

• 主要应用领域：六维力传感器广泛应用于机器人、汽车碰撞测试、航空航天、生物力学、医疗、科研实验等领域。
• 市场数据：2022年国内六维力/力矩传感器销量为8360套，同比增长57.97%，预计2027年销量有望突破84000套，复合增长率超过60%。
• 细分赛道：协作机器人、医疗手术机器人、工业自动化、航空航天等领域是六维力传感器的主要应用方向。

三、国产企业进展

• 坤维科技：市占率居行业第一，产品线完整，客户覆盖协作机器人、医疗、科研等多个领域，已获得多轮融资。
• 宇立仪器：以汽车碰撞假人起家，已进入ABB全球供应链，产品包括多维力传感器、力控打磨设备等。
• 蓝点触控：核心部件国产化，产品应用于医疗、卫浴、航空航天、3C、汽车、重工等领域。
• 鑫精诚：为3C自动化设备、精密医疗、机器人等领域提供力控系统解决方案。
• 埃力智能：专注于运动生物力学，产品涵盖压力分布、多维力传感器、六维测力台等，2021年被上海傅利叶智能收购。

四、技术挑战与风险提示

• 核心技术突破：人形机器人核心技术如运动控制、执行器等若进展不及预期，将影响六维力传感器的应用和发展。
• 量产落地：六维力传感器的量产化需解决工艺及成本问题，若无法实现量产，将影响市场需求放量。

结论

六维力传感器作为高精度、多功能的测量设备，在人形机器人和工业自动化等领域具有重要地位。随着技术进步和国产替代进程的加快，中国六维力传感器行业有望实现快速增长，具备良好的投资前景。