2024年六维力及力矩传感器行业报告：类人力控核心组件，产业推进降本提质

一、六维力/力矩传感器：力觉传感器天花板，国产品牌加速追赶海外主流

六维力/力矩传感器站在力觉传感器的顶端，应变片式为主流

力/力矩传感器可将力或力矩的量值转换为相关电信号。根据所测力的维数不同可分为一维力和多维力传感器，一维力传感器仅可测量单一维数方向上的力或力矩，多维力传感器可以检测多个维数方向上的力或力矩。

六维力/力矩传感器是维度最高的力觉传感器，检测的力觉信息最为全面。六维力/力矩传感器（后文均以六维力代表六维力/力矩传感器）能同时测量沿三个坐标轴方向的力和绕三个坐标轴方向的力矩，因此当力的方向和作用点在三维空间内随机变化时需选用六维力传感器。六维力传感器不仅可以精确测力，且在获得力矩信息后，可以利用力矩信息来推算获取受力部件的姿态；同时监测力矩是否在安全范围内，有效避免传感器的过载损坏。

六维力传感器品类丰富、各有其适用范围，现阶段应变片式为主流。根据技术原理可将六维力传感器分为应变片式（硅应变和金属箔）、光学式和压电/电容式传感器，每种类型的传感器具有其独特优势和适用范围。比较传感器的稳定性、刚度、动态特性、信噪比与成本，硅应变片在稳定性、信噪比以及动态特性方面优于金属箔，但硅应变片成本较高；电容传感器与压电传感器相比，电容传感器成本最优，其他几项弱于压电传感器；光学传感器在动态特性方面具有优势。

产品具备高壁垒，三大指标评价六维力优劣

六维力传感器是具备高壁垒的品类。六维力传感器最核心的壁垒在于技术端，包括维间耦合影响测量精度、“全方位机械过载保护”操作复杂以及“动态性能”难以测量等关键技术问题的解决需要依赖严格的加工精度、强大的产品性能与前沿的智能算法等要素；同时在设备端需要六维联合加载设备进行标定与检测，设备研发涉及多项综合技术。因此整体而言高技术壁垒下利好具有长期积淀的头部企业。

评判六维力传感器产品优劣的三大性能指标：串扰、精度和准度。1）串扰指标用来衡量六维力传感器各测量方向间的耦合影响，可反映测量误差水平；2）精度和准度可准确描述六维力传感器的测量误差水平，其中精度衡量的是测量结果之间的重复性，准度衡量的是测量结果与理论真值的偏离程度。3）准度涵盖滞后、线性、蠕变等误差因素，更能体现产品综合性能，是六维力传感器最为核心的技术指标之一。

六维力产业方兴未艾，全球三大阵营品牌搏击应用高地

完整的六维力产业链涉及上游组件、中游制造和下游多元应用场景。以当前主流的应变片式传感器为例，其材料组件包括弹性体、应变片、电路板、粘接剂和外壳等，通过几十道工序（分为选料、贴片、温漂和零漂的控制、标定等四大环节）制作而成合格产品，主要应用于汽车行业的碰撞测试、轮毂、座椅等零部件测试以及航空航天、生物力学、医疗领域、科研实验、机器人与自动化等领域，其中在机器人领域的应用占据较大的市场份额，尤其是在协作机器人领域应用广泛。

航空航天、汽车等领域是六维力/力矩传感器应用较早的典型场景。六维力在航空航天领域应用早，可用于测量风洞试验、飞机、卫星、火箭等飞行器各种运动状态下的六维力信息，以及飞机制造、飞行器着陆和起飞过程的监测、机械臂控制、结构健康监测等领域。在汽车领域，六维力的主要应用场景包括汽车安全设备测试、高速碰撞测试、车身刚度测试等，在确定新车和部件设计的完整性和最优化方面具有重要作用，并且有助于保证效率、安全性和正确功能。

二、人形机器人风起，六维力导入亟待提质降本增效

面向人形机器人广阔赛道，产业推进核心硬件高效降本

特斯拉引领人形机器人产业发展，未来具备广阔成长空间。2021年 马斯克发布特斯拉人形机器人至今，机器人产品快速迭代，已可实 现物品分类等复杂任务。据Markets and markets预测，全球人形机器 人市场有望由2023年的18亿美元提升至2028年的138亿美元。

机器人关节价值量大，核心硬件的高效降本十分迫切。解构特斯拉 人形机器人，现阶段旋转关节、线性关节、灵巧手占据主要价值量， 其中核心硬件包括谐波减速器、丝杠、空心杯电机等均有待进一步 优化、降本，优质的国产企业或将跟随产业发展不断壮大。

高精度力传感器或从选配走向标配，机器人智能化带领走向百亿规模

机器人由自动化向智能化进化，力控要求提升，重视高精度力传感器的应用。目前在工业机器人领域，根据场景需要有不同的机械臂柔顺控制技术可以匹配，其中主动柔顺技术应用在力控精度要求高的场景，包括直接力控和间接力控。力觉传感器是机器人发展不可或缺的部分，尤其是在高精度场景下需要采用多维力传感器。此外，随机器人向智能化发展，机器人力控技术呈现出多信息融合（触觉、力觉和视觉等），主要通过配备的传感器（AI、视觉、力觉等）得以实现。

人形机器人的发展浪潮中，六维力/力矩传感器将迎来重要成长机遇。当下六维力/力矩传感器已是机器人实现柔顺化、智能化控制的重要部分，可为机器人运动控制提供力信息，从而完成复杂、精细作业。在人形机器人中，六维力可搭载在手腕、脚踝、灵巧手等部位，可实现高精度力控、摆动稳定控制和安全控制等。我们预计特斯拉Optimus Gen2或应用六维力传感器，一方面机器人手臂通过六维力进行复杂的力控操作，实现对物品的抓取、装配或拍打等操作，另一方面脚踝搭载六维力感测机器人脚下地面反作用力，以便机器人控制系统可以调整人形机器人手臂和身体的姿态，从而在行走过程中保持平衡。

六维力产业推广痛点显著，或随需求打开，突破曲线将较为陡峭

六维力/力矩传感器性能已有长足进步，面对未来人形机器人等领域拓展仍然亟待提质降本增效。六维力/力矩传感器在弹性体结构、信号处理、标定及解耦等技术方面取得显著进展，在机器人上也获得一定程度应用，但面对未来人形机器人等领域的广阔空间，仍然迫切需要提质降本增效。当下的主要产业推广痛点包括产品价格昂贵（外资产品单个产品均价在4万元左右，国产均价也在2万元以上）、选型困难、使用技术相对薄弱、在特殊领域如航空航天等国产品牌和海外差距大，以及仍然需要更高效的生产工艺等。

面向复杂多元应用场景，优化和明确六维力选型关键流程

六维力传感器选型难，亦是产业推广的掣肘之一，需要优化和明确选型的核心流程。六维力/力矩传感器的选项和应用场景关联性大，因此不同选型的难点在于应用多样性、复杂性。目前针对多元的应用环境，选择合适的传感器主要包括四个核心步骤，即首先确定量程需求；其次确定使用环境，不同环境下需要考虑不同防护；然后确定机械出线需求，根据安装环境选择不同出线方式；以及确定通讯方式和配套软件，常见上位机包括PC，机器人，PLC等，力和力矩数据被用作数据采集源和运动控制。

三、高端力觉传感器厂商梳理：面向产业机遇，群雄逐鹿之势渐显

六维力赛道：国产奋力追赶，将是未来应用拓展的主力军

六维力国产厂商奋力追赶海外主流品牌，将是未来技术迭代拓展场景的主力。国产品牌在串扰、温漂等指标已基本可以对标国外，在庞大工业体系和下游市场助力下，国产品牌将是未来的主力军，我们认为这一细分赛道或将涌现数家面向全球、多元场景的实力型国产知名品牌。

坤维科技：发展迅速，六维力产品性能与销量领先

坤维科技致力于开发高性能力觉传感器，正处快速成长通道。公司成立于2018年，是一家致力于提供高精度力觉传感器（六维力传感器）及力控解决方案的高新技术企业。公司主营智能力觉传感器的研发、制造、销售、及技术推广，开发面向机器人及其他智能装备行业的力觉传感器产品，为机器人及其它智能装备、工业过程监控、产品质量检测、科研测试测量等领域提供力觉测量解决方案及相关产品。创立仅6年，公司快速发展，在国内高性能力觉传感器领域处于领先地位，其中六维力传感器产品在中国协作机器人领域的市占率已位居第一，2022年12月公司获批为高新技术企业。公司已完成多轮融资，合作企业超过230家，包括新松机器人、大族机器人、节卡等。

宇立仪器：积淀深厚，成长为全球领先的六维力厂商

从汽车碰撞假人领域起家，围绕力测量和力控制拓展产品及下游应用。宇立仪器SRI创始人黄约博士于2007年成立公司，研发、销售汽车碰撞假人多轴力传感器，2010年进入机器人行业，2022年进军辅助驾驶测试系统ADAS领域，公司主营多轴力传感器、力控打磨设备和汽车测试设备，围绕力测量和力控制，为全球客户提供系列化的解决方案。SRI的客户涵盖汽车安全、汽车耐久、机器人自动化和医疗等领域，典型客户包括全球大部分汽车企业、美敦力Medtronic、ABB、KUKA、YASKAWA和高校研究所等。

蓝点触控：国内六维力第一梯队企业，产品已有成熟应用

聚焦新型力传感器和柔性打磨机器人，产品、技术和市场层面持续拓展。公司成立于2019年，是一家力传感器及柔性打磨机器人研发和生产制造商。蓝点触控自主研发的核心部件已全部实现国产化，已形成包括Wrist六维传感器、Joint关节扭矩传感器、力控工艺应用软件包等多个产品系列。 通过深度整合柔性力控算法与工艺算法，蓝点触控已在医疗、卫浴、航空航天、3C、汽车、重工等多个行业规模化落地，应用于打磨、装配、医疗手术机器人、焊接、工业自动化、科研等众多领域。

突破重点技术，构建高精度力传感器产品壁垒，多维力产品已在细分领域成熟应用。技术上公司主要围绕解耦算法、结构解耦设计、高精度数据处理、多轴同步校准四个方面进行重点突破，以满足复杂应用环境对力传感器和力控系统的高精度、高带宽和易用性的诉求。目前公司产品的动态力控精度可控制在0.1N，响应速度能达到毫秒水平。公司开发的Wrist系列多维力传感器已在柔性臂领域成熟应用。

东华测试：结构力学性能测试龙头，加大传感器研发投入

专注于智能化测控系统的研发和生产，是领先的结构力学性能研究整体解决方案供应商。公司成立于1993年，为国内领先的结构力学性能研究和电化学工作站整体解决方案提供商，30 余年来，公司始终专注于智能化测控系统的研发、生产和销售。公司拥有结构力学性能测试分析系统、结构安全在线监测及防务装备PHM 系统、基于 PHM 的设备智能维保管理平台、电化学工作站四大类产品线，包含传感器、测控系统硬件和分析与控制软件平台，所有产品都是自主研发、设计和生产，拥有独立自主的知识产权。公司产品广泛应用于国内航空航天、重大装备、大型建筑、轨道交通、新能源汽车、水利工程等行业。

中航电测：领先的智能测控产品厂商，大力发展“传感器”平台

从应变计到传感器，公司大力发展“传感器”平台。2023上半年，传感控制是公司占比最大（收入比重超50%）、毛利率水平最高的板块，公司正大力发展“传感器平台”，以接近传感器、压力传感器、液位传感器等产品为核心，强化低成本和快速反应竞争力，加速航发、航天、战车、船舶应用推广。在应变式传感器领域，公司既有丰富的传感器品类，包括称重传感器、测力传感器、扭矩传感器、压力传感器等可供选择，覆盖广泛场景，同时在传感器组件方面，开发、生产和销售电阻应变计，包括常规电阻应变计、高阻应变计、薄膜基底电阻应变计等，精度高性能好，我们认为随应变式传感器等需求提升，公司作为销售高精度应变计的领先企业亦将充分受益。

报告节选：

（本文仅供参考，不代表我们的任何投资建议。如需使用相关信息，请参阅报告原文。）