报告行业投资评级 - 优于大势 [6] 报告的核心观点 - 六维力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，在机器人柔顺控制中起重要作用，其市场空间将受益于机器人行业扩容，国产厂商正积极入局，衡量其产品能力需关注解耦算法等环节技术实力及产品端多项参数 [1][3][37] 根据相关目录分别进行总结 六维力传感器 - 机器人力控方案中力传感器力控是在人形、协作机器人上应用的最佳方案，六维力传感器能给出最全面力觉信息，最早用于航空航天领域，后应用于多领域 [14] - 力的方向和作用点固定选一维力传感器，力方向随机变化但作用点不变且与标定参考点重合选三维力传感器，力方向和作用点都随机变化选六维力传感器，机器人上一般采用六维力传感器 [16] - 六维力传感器在人形机器人中用于力控、摆动稳定控制、安全控制，可提升手部操作精细化与柔性化程度及脚部行走稳定性，优必选在人形机器人手腕和脚踝处配置了该传感器 [18] - 六维力传感器主要分为应变片式、光学式、压电/电容式，市场应用大部分基于应变式，金属应变片成本低，硅应变片技术成熟成本呈下降趋势，光学、压电/电容式下游应用不广泛，电容传感器成本低但性能落后于压电式 [21] 技术壁垒 - 六维力传感器技术壁垒在于解耦算法、结构解耦设计、标定校准等环节 [27] - 解耦和补偿算法方面，传感器存在维间耦合，需通过算法解耦和动态补偿，解耦算法包括最小二乘法、神经网络法等 [26][27] - 结构设计包括弹性体结构设计和应变片粘贴位置，弹性体优化设计影响传感器性能，常见弹性体结构有一体化结构和Stewart并联结构，应变片粘贴位置影响传感器精度 [28] - 标定校准是建立传感器原始信号和受力之间的映射关系，六维力传感器需六维联合加载标定，其样本空间大，六维联合加载设备有助于实现高精度和准度，但需厂商自行研制 [29][32] - 评价六维力传感器优劣需关注灵敏度、串扰、精度、准度、非线性、迟滞、零点、分辨率、过载能力、温漂、动态响应能力等参数 [32] 产业链 - 六维力传感器系统包括传感器模块和数据采集电路模块，传感模块由弹性体和电阻应变电桥组成，数据采集模块由放大滤波模块、数据采集模块和USB接口模块组成 [40] - 应变片工作原理基于机械应变引起的电阻变化，通过惠斯顿电桥将电阻变化转换为电压变化，应变片可分为金属式和半导体式，按在惠斯通电桥使用数量可分为四分之一桥、半桥和全桥 [42][44][49] - 弹性体按形状可分为横梁结构和平行结构，横梁结构紧凑但受耦合效应影响，制造有挑战性，平行结构基于运动学和几何学解析找到柔度矩阵 [50][52][53] - 应变片生产原材料中钢材、铝材、电线电缆基本能国内采购，箔材以进口为主，弹性体由传感器厂商采购钢材或铝材加工而成，供应商一般是传感器厂商 [56] 应变片生产环节 - 国外应变片生产技术领先，代表企业有美国Vishay、德国HBM、日本NMB，国内中航电测综合实力和产品品类较强，但产品精度等性能与国际水平有差异 [62] - Vishay是世界最大的无源半导体器件等制造商之一，其Micro-Measurements事业部致力于开发、生产和销售高精度应变测量产品 [62] - HBM是全球领先的应变片制造商，产品范围涵盖传感器等，有超过6000种应变片可供选择，有超65年应变片设计和制造经验 [66] - NMB形成了多类产品系列，在中国多地有工厂和技术中心，2022财年中国地区营业额占集团总营业额17.5% [68] - 中航电测从事电测产品三十多年，具有国际水平的设计能力等，掌握箔材热处理技术、不锈钢传感器制造技术等 [71][73] 市场空间与竞争格局 - 六维力传感器市场空间将受益于机器人行业扩容，2022年中国市场六维力/力矩传感器销量达8360套，同比+57.97%，市场规模2.39亿元，同比+52.04%，GGII预测2027年销量有望突破84000套，市场规模有望超15亿元 [3][72] - 2023年全球六维力传感器竞争格局中，ATI占据最多市场份额，国产厂商宇立仪器占有一定份额 [78] - 国外企业如ATI等在六维力传感器行业深耕多年，有性能优势，中国虽起步晚，但宇立仪器、蓝点触控、坤维科技等已占据一定市场份额，柯力传感、凌云股份等上市公司加速入局 [4][80] - 宇立仪器客户涵盖多领域，包括全球大部分汽车企业和各大高校、研究所等 [84] - 坤维科技致力于提供高精度力觉传感器及力控解决方案，为多领域提供力觉测量解决方案及相关产品，瀚川智能子公司曾投资该公司 [86][90] - 鑫精诚在六维力传感器技术路线布局涵盖四种原理，2024年产品出货量超6000只，是国内少数进行MEMS六维力传感器研发的企业，2025年将投产自动化产线，已完成首轮融资 [91][92] - 海伯森是国产高端工业传感器一线企业，主营产品包括六维力传感器等，汉宇集团投资参股该公司 [94] - 柯力传感是国内应变式传感器领军企业，已完成人形机器人相关产品系列开发，掌握多项技术要点，给多家客户送样，将向多方向突破，触觉传感器处于研发验证阶段 [96] - 凌云股份是汽车零部件专业上市公司，积极布局多领域，联合揭榜国家工信部2023年未来产业人形机器人方向力传感器创新任务 [98]