六维力传感器市场加速扩容,国产替代机遇与挑战并存
2025-06-26 23:51

行业与公司 * 六维力传感器行业 作为人形机器人关键增量部件[1] * 国内企业包括坤为 新金城 宇立 蓝点等[19] * 值得关注的公司类型包括已有深厚传感器技术积淀的公司(如凌云股份 安培龙) 通过与高校合作研发实现技术突破的公司 通过收并购进入该领域的公司(如杭州柯林柯力传感 东华测试 中晶股份)[24] 以及华培动力 索成科技和航宇科技等相关企业[23] 核心观点与论据 市场前景与规模 * 预计到2035年市场规模将达到278亿元人民币 年均复合增长率超过30%[3][17] * 到2030年 六维力传感器市场规模预计达到144亿元人民币[17] * 人形机器人带来的增量需求将大幅提升市场空间[5] 必要性及应用优势 * 六维力传感器是提升人形机器人运动控制能力的关键 能实时监测和调整机器人姿态 提高在复杂环境下的行走稳定性[1][4] * 能精确检测脚部所受的三个方向的力和三个方向的力矩 提供全面姿态反馈 提升在非结构化路面上的稳定性[9] * 安装在手腕部位可进行精细操作 确保人机协作的安全性和精确度[3][9] * 当前人形机器人运动控制能力不足 全球首次人形机器人半程马拉松比赛中仅有30%的队伍完赛[4] 技术壁垒与挑战 * 技术壁垒包括高精度 多自由度检测和复杂数据处理算法[1][5] * 具体壁垒涉及产品结构设计 生产工艺以及校准检测环节 校准需处理大量样本数据(如53万个样本量)[14][16] * 关键技术挑战在于算法解耦和降低串扰 需构建耦合矩阵并进行温度补偿[15][16] * 设备多为非标 需厂商自研开发或与设备厂商共同定制[15] 竞争格局与国产化 * 大部分市场份额仍由海外厂商占据 2022年国产化比例低于30%[19] * 国内企业加速推进技术发展 逐步实现国产化替代 部分企业已取得显著进展[6] * 当前六维力传感器单价较高 主流价格在1万至12万元之间 高端产品可达二三十万元[18] * 例如Oppenheim使用的四个6D传感器占总成本约24% 单价接近3,400美元 UB选用的6D传感器单价超过15,000美元[18] 政策影响 * 工信部政策支持低成本 高性能六力传感器研发 设定了2025年的研发目标[3][20] * 政策支持促使厂商加快产品开发 目前已有多家国内厂商进入产业化验证阶段 加速国产替代[3][20] 发展阶段与投资关注点 * 6维力传感器正处于产业化加速阶段 大部分厂商已完成产品开发 正在向人形机器人厂商送样[21][22] * 人形机器人第二代和第三代产品中普遍开始采用六维力传感器方案[21] * 投资应重点关注各厂家在产业化进程中的表现 包括送样进展及订单获取情况[22][23] 其他重要内容 技术路线与原理 * 六维力传感器是一种能检测三个方向的力(X Y Z)和三个方向的力矩的传感设备[10] * 主要技术路线包括应变式 光学式 电容式 压电式 其中应变式(尤其是硅基应变片方案)因稳定性 刚度及动态特性较好且成本相对较低被广泛采用[12][13] * 工作原理主要基于应变片技术 通过弹性体变形转化为电信号 再经解耦算法解析出力与力矩[10] 其他应用领域 * 除机器人领域外 还广泛应用于航天航空(如测定飞机机翼受力) 生物医学(如牙科打磨设备)和工业协作机器人等领域[11] * 目前出货量最大的应用领域是协作机器人 占比约70% 其次是关节机器人 人形机器人 医疗手术机器人及汽车领域[17] * 未来人形机器人的市场份额有望超过关节机器人和协作机器人[17] 人形机器人发展方向 * 人形机器人未来发展的重点方向是单机智能化水平(具身智能)和运动控制能力[8] * 技术迭代方向包括液压驱动向电机驱动转变 协同交互功能增强[8]