六维力传感器行业分析：高价值和高壁垒的力控核心部件，国产供应商持续发力.pdf

六维力传感器行业分析：高价值和高壁垒的力控核心部件，国产供应商持续发力。六维力传感器系人形机器人感知核心部件，重要性高、价值量大。传感器是 人形机器人与外界交互的重要桥梁，人形机器人需搭载多种传感器（视觉、 力觉、惯性、温度等），其中力传感器重要性高（感知并度量力）、价值量 大（头豹研究院测算其在机器人中价值量占比 16%）；力传感器按测量维度 可分为一至六维，其中六维力可给出最全面力觉信息，在人形机器人上主要 安装于手腕、脚踝等部位，助力机器人实现精准感知和柔顺控制。

六维力传感器的性能指标、技术路线、结构拆解以及工作原理分析。六维力 传感器可测量空间坐标系中 3 方向力+3 方向力矩，1）性能指标：包括串扰、 精度、准度、灵敏度、分辨率、过载能力等衡量指标；2）技术路线：应变 式、电容式、压电式、光电式等类型，其中应变式技术成熟，精度高、成本 较低、应用较为广泛；3）结构拆解：应变式六维力传感器主要元件包括弹 性体、应变片、底盘、基座、顶盖等，其中弹性体和应变片是核心；4）工 作原理：基于弹性体形变，弹性体上粘贴的应变片发生形变导致电阻值变化， 通过测量电路转为电压信号，算法解耦后得到六维力信息。

设计、工艺、检测等维度均有较高壁垒。六维力传感器在结构设计、解耦能 力、标定检测、工艺等方面具较高 Know how，本质上是一项“系统工程”： 1）设计：涉及多个关键点，如弹性体选择与优化、应变片设计与选择等， 弹性体需平衡刚度与灵敏度，应变片种类较多且影响工艺路线选择；2）解 耦：六维力需解决的核心问题，①结构解耦加工难度高、成本较高；②算法 解耦需对解耦模型改进，Know how 较深；3）标定与检测：六维力的标定和 检测，需六维联合加载，工艺过程复杂，且设备需自研；4）工艺：核心部 件弹性体和应变片工艺流程长、精细化要求高；金属应变片贴片仍需人工， 一致性批量生产难度高；展望后续，硅应变片精度、灵敏度高，与玻璃微熔 工艺结合可提高量产效率，有望成为未来批量出货的工艺演进方向。

人形机器人带来增量需求，国产玩家持续布局。六维力传感器高端市场 以外资为主，近几年国内玩家逐步入局，产品性能不断迭代并缩小与外 资品牌差距；成本层面，当下六维力传感器单价约 1-2 万元，随后续机 器人出货量以及搭载率的提升带来的成本摊销，其单价有望逐步下探至 千元左右级别；结合 GGII 测算 2030 年人形机器人领域六维力传感器市 场规模将达 138 亿元。