1.1. 力傳感器可感受力或力矩大小并將力學(xué)量轉(zhuǎn)換成相關(guān)電信號(hào)

2.1. 六維力傳感器是維度最高的力傳感器，且市場(chǎng)產(chǎn)品較多為應(yīng)變片式

根據(jù)所測(cè)力的維數(shù)不同，力傳感器可被分為單維力傳感器和多維力傳感器 。單維（或單軸）力傳感器指測(cè)量單一維數(shù)方向上的力或力矩，同理多維（或多軸）力傳感器則是可以檢測(cè)多個(gè)維數(shù)方向上的力或力矩。最常見(jiàn)的是一維、三維和六維力傳感器，二維和五維的力傳感器較少。一維力傳感器指測(cè)量單一維數(shù)方向上的力或力矩，一般包括稱重傳感器和拉力傳感器。如果傳感器只能測(cè)量三個(gè)維度的力或力矩，那么它就三維力傳感器，以測(cè)量?jī)蓚€(gè)力和一個(gè)力矩的情況居多。如果傳感器能同時(shí)測(cè)量沿三個(gè)坐標(biāo)軸方向的力和繞三個(gè)坐標(biāo)軸方向的力矩，那么這類力覺(jué)傳感器一般被稱為六維（軸）力傳感器， 六維力傳感器是維度最高的力覺(jué)傳感 器 。

根據(jù)其測(cè)量原理不同，力傳感器可以分為光電式、應(yīng)變式、電容式、壓電式等類型。 其中，應(yīng)變式傳感器在穩(wěn)定性、剛度、信噪比等多個(gè)方面具備優(yōu)勢(shì)，且因其精度高、價(jià)格低和易用而最受歡迎，應(yīng)用范圍最廣。根據(jù)藍(lán)炬光科官網(wǎng)數(shù)據(jù)，在所有力傳感器中，應(yīng)變式力傳感器應(yīng)用最為廣泛，其使用量約占力傳感器總量的90%左右，因此本文我們主要以應(yīng)變式力傳感器為例進(jìn)行討論。相比應(yīng)變式傳感器，壓電、電容和光電等測(cè)量原理的傳感器有一定的理論研究和實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)，但下游尚未得到廣泛應(yīng)用。不過(guò)隨著相關(guān)研究的不斷深入，不同測(cè)量機(jī)理的傳感器將會(huì)發(fā)揮自身優(yōu)勢(shì)被應(yīng)用到各種場(chǎng)合，進(jìn)而推動(dòng)力傳感器向多元化方向發(fā)展。

在應(yīng)變式力傳感器中，硅（或半導(dǎo)體）應(yīng)變片式力傳感器性能更優(yōu)。 應(yīng)變式傳感器按照應(yīng)變片的分類，可以分為金屬電阻應(yīng)變片（工具鋼、不銹鋼、鋁合金或鈹銅等）或硅（半導(dǎo)體）應(yīng)變片力傳感器。半導(dǎo)體應(yīng)變片式傳感器與金屬應(yīng)變片式傳感器相比，具有靈敏系數(shù)高（約高50-100倍）、機(jī)械滯后小、體積?。ㄏ啾冉饘賾?yīng)變片式傳感器小幾個(gè)量級(jí)）、耗電少等優(yōu)點(diǎn)。例如ATI的傳感器（六維力傳感器）使用的就是硅應(yīng)變片，極大的提高了信噪比，內(nèi)部結(jié)構(gòu)穩(wěn)固，穩(wěn)定性極高，使用硅應(yīng)變片的傳感器廠商還包括SCHUNK、埃力智能。不過(guò)半導(dǎo)體應(yīng)變片式傳感器也存在溫度系數(shù)大，非線性比較嚴(yán)重，價(jià)格略高（硅應(yīng)變的工藝）等缺點(diǎn)。

目前市場(chǎng)應(yīng)用的六維力傳感器大部分也是應(yīng)變片式。 與一般力傳感器分類類似，六維力傳感器主要包括電容式、壓電式、光電式和應(yīng)變片式等類型。相較于因原理和結(jié)構(gòu)限制而較難用于多維力/力矩測(cè)試的電容式和電感式傳感器、以及因靜態(tài)性能較差而無(wú)法在多場(chǎng)景使用的壓電式傳感器，電阻應(yīng)變式力傳感器能夠廣泛兼顧不同需求，既能測(cè)靜態(tài)載荷、又能測(cè)動(dòng)態(tài)載荷，因此更受研究領(lǐng)域和市場(chǎng)歡迎。不過(guò)隨著相關(guān)研究的不斷深入，不同測(cè)量機(jī)理的傳感器將會(huì)發(fā)揮自身優(yōu)勢(shì)被應(yīng)用到各種場(chǎng)合，進(jìn)而推動(dòng)六維力傳感器向多元化方向發(fā)展 。

2.2. 六維力傳感器的優(yōu)點(diǎn)使之成為高性能人形機(jī)器人的標(biāo)配

六維力傳感器能給出最為全面的力覺(jué)信息以及提升傳感精度，并非是多個(gè)低維的力傳感器可替代的 。由于力是矢量的屬性，意味著它既有大小也有方向，只有當(dāng)作用力的方向與傳感器的測(cè)量軸線完全一致時(shí)，測(cè)量結(jié)果才是準(zhǔn)確的。否則即便是三維力傳感器，也會(huì)因?yàn)榱ψ饔命c(diǎn)的位置變化引入彎矩，導(dǎo)致測(cè)量誤差。而相比其他維度傳感器，首先六維力傳感器能提供更全面的力或力矩?cái)?shù)據(jù)，增加了測(cè)量的維度；其次六維力傳感器通過(guò)高精度的聯(lián)合加載標(biāo)定，可獲得強(qiáng)大的非線性擬合能力，其內(nèi)部算法會(huì)解耦各方向力和力矩間的干擾，增加了測(cè)量準(zhǔn)確性；最后，在獲取力矩信息后，六維力傳感器還可以利用力矩信息來(lái)推算獲取受力部件的姿態(tài)，監(jiān)測(cè)力矩是否在安全范圍內(nèi)，以避免傳感器的過(guò)載損壞。因此 當(dāng)應(yīng)用場(chǎng)景中力的作用點(diǎn)離傳感器標(biāo)定參考點(diǎn)的距離較遠(yuǎn)、隨機(jī)變化或測(cè)量精度要求較高時(shí)，六維力傳感器以其獨(dú)特的測(cè)量能力和高級(jí)解耦算法，成為提高測(cè)量準(zhǔn)確性和可靠性的必選方案 。

當(dāng)前六維力傳感器被廣泛應(yīng)用于汽車行業(yè)的碰撞測(cè)試、輪轂、座椅等零部件測(cè)試以及航空航天飛行器、生物力學(xué)、醫(yī)療領(lǐng)域、科研實(shí)驗(yàn)、機(jī)器人與工業(yè)自動(dòng)化等眾多科技領(lǐng)域。 六維力傳感器的需求最早來(lái)自航空航天飛行器研究領(lǐng)域，安裝在飛行器內(nèi)部的六維力傳感器用來(lái)測(cè)量飛行器的空氣動(dòng)力學(xué)特性，包括飛行器的升力、阻力、側(cè)向力、俯仰力矩、偏航力矩和滾轉(zhuǎn)力矩，后來(lái)逐漸應(yīng)用到汽車測(cè)試、生物力學(xué)和機(jī)器人等眾多科技領(lǐng)域。六維力測(cè)量技術(shù)實(shí)際上是個(gè)平臺(tái)技術(shù)，因此根據(jù)應(yīng)用場(chǎng)景的環(huán)境、載荷、安裝、通訊、算力、動(dòng)力學(xué)特性等需求不同，六維力傳感器在不同行業(yè)中體現(xiàn)出了不同的產(chǎn)品形態(tài)

在機(jī)器人領(lǐng)域，為提升機(jī)器人操作的精細(xì)化與柔性化程度，六維力傳感器是不可或缺的零部件之一。 六維力傳感器在傳統(tǒng)機(jī)器人中的應(yīng)用場(chǎng)景包括力控、力覺(jué)反饋、質(zhì)量檢測(cè)、動(dòng)態(tài)控制，在人形機(jī)器人中的應(yīng)用場(chǎng)景包括力控、擺動(dòng)穩(wěn)定控制、安全控制。

維力傳感器主要安裝在機(jī)器人的末端部位，已成為高性能人形機(jī)器人的標(biāo)配。 盡管對(duì)于不同類型的機(jī)器人，使用傳感器的力控方案采用的力傳感器類型略有區(qū)別，但六維力傳感器主要安裝位置位于機(jī)器人末端。工業(yè)機(jī)器人中，有可能使用到一維力傳感器、三維力傳感器或六維力傳感器，在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中，一種力控方案是末端集成多維力傳感器，另一種是各關(guān)節(jié)集成一維的扭矩力傳感器。協(xié)作機(jī)器人則一般使用關(guān)節(jié)扭矩傳感器（單軸力矩傳感器）和六維力傳感器（安裝在末端），有些也會(huì)用到電子皮膚。人形機(jī)器人可能使用三維力傳感器、六維力傳感器以及關(guān)節(jié)扭矩傳感器或一維拉力傳感器，同時(shí)有些也會(huì)用到觸覺(jué)傳感器、電子皮膚等。正是由于人形機(jī)器人對(duì)雙足行走和手部精細(xì)操作的柔順控制要求很高，因此六維力傳感器通常安裝在手腕、腳腕、足底或手部，在運(yùn)控規(guī)劃、姿態(tài)調(diào)整、力度感知等中起到重要作用，以提升手部操作的靈活性以及腳部行走的穩(wěn)定性。目前已使用六維力傳感器的人機(jī)產(chǎn)品包括特斯拉Optimus、優(yōu)必選Walker X、達(dá)闥小紫XR-4、本田ASIMO、美國(guó)宇航局Valkyrie等。

3.1. 六維力傳感器生產(chǎn)技術(shù)難度大，存在技術(shù)、資金、人才壁壘

相比其他維度力傳感器，六維力傳感器技術(shù)、資金壁壘最高。 六維力傳感器的技術(shù)難度和使用難度都比較大，它不是三個(gè)一維力傳感器和三個(gè)扭矩傳感器結(jié)構(gòu)的簡(jiǎn)單疊加，它的非線性力學(xué)特征明顯，要考慮多通道信號(hào)的溫漂、蠕變、交叉干擾、數(shù)據(jù)處理的實(shí)時(shí)性，再加之六維聯(lián)合加載標(biāo)定的復(fù)雜性，六維力傳感器的技術(shù)難度可謂是一維力傳感器難度的六次方。因此除了傳統(tǒng)力傳感器的關(guān)鍵技術(shù)外，為了保證六維力傳感器的穩(wěn)定性和精確度， 其核心技術(shù)包括解耦方法、六維聯(lián)合加載標(biāo)定檢測(cè)系統(tǒng)、降低零點(diǎn)漂移和溫度漂移等。 以上這些技術(shù)既涉及到非常專業(yè)的硬件、軟件設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)能力，又必須依賴大量的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)指導(dǎo)和高精度的設(shè)備，且部分設(shè)備需要自研，投入成本較高。 六維力傳感器行業(yè)也存在人才壁壘。 六維力傳感器有兩個(gè)特點(diǎn)，一個(gè)是作為測(cè)量?jī)x器它對(duì)可靠性要求很高，所以需要完善的專業(yè)工程師團(tuán)隊(duì)；另外，六維力傳感器涉及的領(lǐng)域眾多且附加值很高，需要專業(yè)的有行業(yè)深耕的技術(shù)專家。研發(fā)六維力傳感器需要涉及多個(gè)領(lǐng)域的專業(yè)人才，以確保從理論到實(shí)踐的全面覆蓋 。

3.1.1. 壁壘一：需要通過(guò)解耦來(lái)減少串?dāng)_，解耦方法的掌握存在技術(shù)門檻

多維力傳感器的維間耦合又稱維間干擾（串?dāng)_），即在涉及多個(gè)負(fù)載的測(cè)量任務(wù)時(shí)，當(dāng)精確施加（輸入）某一單維度力或力矩時(shí)，原理上基于泊松效應(yīng)，由于傳感器的橫向靈敏度，在其他軸上也有很小的輸出信號(hào)，即其他維度會(huì)產(chǎn)生力分量的輸出，影響傳感器的精度。多維力傳感器不可避免地會(huì)存在維間耦合，其誤差大小與傳感器的結(jié)構(gòu)參數(shù)、加工精度、貼片工藝、測(cè)量原理等多重因素有關(guān)，一般用串?dāng)_指標(biāo)來(lái)衡量多維力傳感器各測(cè)量方向間的耦合影響，反映測(cè)量誤差水平。比較優(yōu)秀的串?dāng)_在1%FS（Full Scale，全量程）左右，2-5%FS比較常見(jiàn) 。

減少多維力傳感器耦合誤差的方式主要有結(jié)構(gòu)解耦和算法解耦兩種。 其中，結(jié)構(gòu)解耦指改變結(jié)構(gòu)和材料、改善加工工藝等，即從根源上進(jìn)行結(jié)構(gòu)解耦，例如采用并聯(lián)式的傳感器結(jié)構(gòu)等。盡管結(jié)構(gòu)解耦理論上可以完全解耦，但在實(shí)際應(yīng)用中傳感器的本體結(jié)構(gòu)無(wú)論如何優(yōu)化，都無(wú)法實(shí)現(xiàn)對(duì)載荷的完全解耦，因此為了徹底對(duì)三個(gè)方向的力和力矩進(jìn)行解耦，還必須引入數(shù)學(xué)模型，即算法解耦。算法解耦也被稱為軟件解耦，指利用合適的算法推導(dǎo)出六維力傳感器輸入值與輸出值的關(guān)系。實(shí)現(xiàn)軟件解耦的方法有兩種：第一種是線性解耦，最常用的是最小二乘法；第二種是維間（非線性）解耦，適用于線性解耦無(wú)法解決問(wèn)題的場(chǎng)合，最常使用的是機(jī)器學(xué)習(xí)算法，包括BP（back propagation，反向傳播）神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、隨機(jī)森林和極限學(xué)習(xí)機(jī)等，將傳感器的八通道輸出信號(hào)代入機(jī)器學(xué)習(xí)模型就可以計(jì)算出三個(gè)方向的力和力矩的精確值。由于傳感器結(jié)構(gòu)和電橋電路的非線性，最小二乘法求得的結(jié)果誤差較大，因此工業(yè)中多用非線性解耦算法來(lái)進(jìn)行求解。

不論是結(jié)構(gòu)解耦，還是算法解耦，均存在技術(shù)門檻。 結(jié)構(gòu)解耦雖然原理簡(jiǎn)單，但結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)存在較多難點(diǎn)，包括每個(gè)測(cè)量單元的變形模式必須有選擇性、測(cè)量單元的結(jié)構(gòu)必須和電路相結(jié)合、傳感器本體（彈性體結(jié)構(gòu)）剛性與靈敏度以及小型化之間的平衡等等，因此結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及優(yōu)化是六維力傳感器產(chǎn)品能成功研制的基礎(chǔ)，且需要深入的專業(yè)知識(shí)和豐富的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)才能駕馭這項(xiàng)工作。此外，結(jié)構(gòu)解耦會(huì)增加加工難度和制造成本，綜合國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀，維間耦合較小的彈性體結(jié)構(gòu)普遍過(guò)于復(fù)雜、制造困難，而且都有其特定的應(yīng)用范圍，不利于傳感器產(chǎn)品的一致性。而算法解耦中，非線性算法的訓(xùn)練樣本以及模型的非線性模擬能力將會(huì)直接影響傳感器新能與生產(chǎn)效率，同時(shí)高效的軟件解耦技術(shù)涉及到MDOE（現(xiàn)代試驗(yàn)設(shè)計(jì)）和統(tǒng)計(jì)分析等專業(yè)知識(shí)和某些特定的經(jīng)驗(yàn)方法，是常規(guī)力學(xué)傳感器廠商無(wú)法在短期內(nèi)掌握和摸索出來(lái)的，構(gòu)成了一定技術(shù)門檻 。

3.1.2. 壁壘二：需要六維聯(lián)合加載檢定來(lái)進(jìn)行解耦、提高精準(zhǔn)度，設(shè)備研制存在門檻

六維聯(lián)合加載標(biāo)定與檢測(cè)對(duì)于研發(fā)和生產(chǎn)高精度多維力傳感器來(lái)說(shuō)尤為必要 。

• 首先，檢定（檢測(cè)與標(biāo)定）將直接影響傳感器的解耦過(guò)程和解耦結(jié)果的檢驗(yàn) 。 傳感器的標(biāo)定是指獲得傳感器固件參數(shù)，檢測(cè)是獲得傳感器的精準(zhǔn)度。 標(biāo)定指通過(guò)加載理論值的載荷并同時(shí)記錄傳感器輸出的對(duì)應(yīng)原始信號(hào)的方式，獲得六維力傳感器內(nèi)部算法的各個(gè)參數(shù)，即建立傳感器原始信號(hào)和受力之間的映射關(guān)系，并由此獲得解耦算法的數(shù)學(xué)模型和參數(shù)。 檢測(cè)指通過(guò)加載已知理論真值的載荷并同時(shí)記錄傳感器測(cè)量結(jié)果的方式，統(tǒng)計(jì)、比較測(cè)量結(jié)果和理論真值的差異，獲得傳感器的精度（測(cè)量結(jié)果之間的重復(fù)性）和準(zhǔn)度（測(cè)量結(jié)果與理論真值的偏離程度），可用于檢驗(yàn)解耦方法的好壞。
• 其次，需要對(duì)多維力傳感器以其最高測(cè)量維度進(jìn)行聯(lián)合加載檢定，才能使傳感器的準(zhǔn)度更好、串?dāng)_更低 。 例如六維力傳感器需要六維聯(lián)合加載檢定，即采用三個(gè)方向的力和三個(gè)方向的力矩同時(shí)加載的方式，每組檢驗(yàn)載荷都必須是Fx、Fy、Fz、Mx、My及Mz的隨機(jī)組合、滿足非相關(guān)性的要求且較為均勻地分布在樣本空間中。 原因在于六維力傳感器在承受多個(gè)維度的力的同時(shí)作用時(shí)，非線性特性非常顯著，六個(gè)維度的線性模型疊加是無(wú)法精準(zhǔn)描述這種非線性效應(yīng)的。 對(duì)于檢測(cè)來(lái)說(shuō)，六維聯(lián)合加載的方式獲得的精度和準(zhǔn)度，可以很清晰地評(píng)價(jià)傳感器各測(cè)量方向在量程范圍內(nèi)的測(cè)量誤差水平。 例如若某個(gè)六維力傳感器產(chǎn)品（以下簡(jiǎn)稱為六維力產(chǎn)品）的準(zhǔn)度優(yōu)于0.5%FS，對(duì)于Fx的測(cè)量結(jié)果，在測(cè)量過(guò)程中不論Fy、Fz、Mx、My及Mz以什么樣比例和絕對(duì)值對(duì)Fx進(jìn)行干擾，F(xiàn)x的測(cè)量結(jié)果與理論真值的偏差在0.5%FS以內(nèi)，對(duì)于其它五分方向來(lái)說(shuō)也是如此。 對(duì)于標(biāo)定來(lái)說(shuō)，交叉樣本點(diǎn)可以使傳感器的受力情況模擬得非常接近真實(shí)的使用情況，其次這種方式的標(biāo)定便于考察傳感器在多維載荷同時(shí)作用下的非線性力學(xué)特性，可以有效改善傳感器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，也可以大幅優(yōu)化解耦算法的數(shù)學(xué)模型。 簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)， 只有在六維力傳感器標(biāo)定和檢測(cè)過(guò)程中采用這種六維聯(lián)合加載的方式，才能實(shí)現(xiàn)傳感器0.5%FS的準(zhǔn)度 。

六維聯(lián)合加載檢測(cè)或標(biāo)定設(shè)備是高精度六維力傳感器研發(fā)和生產(chǎn)的必要條件，但當(dāng)前該類設(shè)備尚不屬于標(biāo)準(zhǔn)品，其研制存在一定技術(shù)門檻和較高成本投入。 與一維力傳感器相比，六維力傳感器對(duì)檢定設(shè)備（六維聯(lián)合加載設(shè)備）的要求較高，無(wú)法通用一維傳感器的檢定設(shè)備。六維聯(lián)合加載設(shè)備主要組成部件包括傳感器支撐裝置、自動(dòng)加載系統(tǒng)、位移測(cè)量系統(tǒng)及數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。六維聯(lián)合加載設(shè)備目前還沒(méi)有標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品可以直接采購(gòu)，一般都是由六維力傳感器廠商自行研制，不同公司的六維聯(lián)合加載設(shè)備的形態(tài)差別非常大。六維聯(lián)合加載設(shè)備的研發(fā)涉及到空間光學(xué)定位、載荷位移補(bǔ)償、機(jī)電一體化等多項(xiàng)綜合技術(shù)，有上百個(gè)Know How，同時(shí)又非常依賴工程經(jīng)驗(yàn)和大量的六維力傳感器標(biāo)定操作經(jīng)驗(yàn)。一旦某個(gè)細(xì)節(jié)考慮不周全，加載效果就會(huì)不理想，加載設(shè)備自己產(chǎn)生的耦合誤差可能超過(guò)1%FS，這勢(shì)必?zé)o法標(biāo)定出高準(zhǔn)度的六維力傳感器。此外，該設(shè)備的成本較高，造價(jià)約在500-800萬(wàn)/套，同時(shí)為了適應(yīng)不同量程的傳感器，一般至少需要建設(shè)3-5套系列化的標(biāo)校系統(tǒng)。

3.1.3. 壁壘三：需要降低漂移來(lái)減少誤差、提升穩(wěn)定性，控制漂移誤差存在難度

傳感器的漂移是指在外界的干擾下，輸出量發(fā)生與輸入量無(wú)關(guān)的、不需要的變化。零漂和溫漂都代表著傳感器長(zhǎng)時(shí)間工作的穩(wěn)定性。

應(yīng)變式力傳感器產(chǎn)生零漂及溫漂的原因在于三個(gè)方面 。一是材料的彈性形變，所有的壓力傳感器都是基于材料的彈性形變來(lái)工作的，每次彈性恢復(fù)后總會(huì)產(chǎn)生一定的彈性疲勞，這可能導(dǎo)致傳感器的輸出發(fā)生漂移。二是溫度變化，溫度變化是影響力傳感器輸出的重要因素。由于溫度會(huì)使彈性體及應(yīng)變片材料（不論是金屬還是硅）產(chǎn)生熱脹冷縮效應(yīng)，電阻會(huì)隨溫度發(fā)生變化，因此溫度的變化可能導(dǎo)致傳感器的輸出發(fā)生漂移，且傳感器上電后，內(nèi)部元件的溫度會(huì)逐步升高。因此為了減小這種影響，通常需要進(jìn)行溫度補(bǔ)償。三是電路設(shè)計(jì)及元器件質(zhì)量，傳感器的電路設(shè)計(jì)以及元器件的質(zhì)量也可能導(dǎo)致漂移。例如，電路中的虛焊點(diǎn)、應(yīng)變計(jì)本身性能不穩(wěn)定、彈性體的應(yīng)力釋放不完全以及應(yīng)變片膠層有氣泡或雜質(zhì)等都可能導(dǎo)致傳感器的輸出發(fā)生漂移。

盡管漂移是不可避免的，但可以通過(guò) 硬件補(bǔ)償（合理的設(shè)計(jì)、選擇適當(dāng)?shù)牟牧希?/span> 、 軟件補(bǔ)償、溫度補(bǔ)償以及自我矯正法 等來(lái)減小漂移。以上方法可同時(shí)使用，但對(duì)于力傳感器廠商來(lái)說(shuō)， 將漂移控制在上電后的一定時(shí)間范圍內(nèi)以及將整體漂移量控制在較低水平仍存在技術(shù)壁壘 。

3.2. 六維力傳感器工藝流程更為復(fù)雜，且尚未完全實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化生產(chǎn)

六維力傳感器作為高精度力傳感器的一種，相比普通力傳感器在工藝流程上更為復(fù)雜。 以柯力傳感高精度傳感器項(xiàng)目為例，相比普通力傳感器，高精度傳感器增加的工藝包括：在彈性體材料處理工藝比，高精度傳感器增加了深冷工藝，消除組織內(nèi)應(yīng)力，確保彈性體材質(zhì)更精良和更穩(wěn)定的金屬組織；增加了貼片后的老化工藝和前道過(guò)載預(yù)壓及振動(dòng)處理，對(duì)零點(diǎn)穩(wěn)定性做分析篩選，以滿足環(huán)境應(yīng)力篩選的要求；采用焊接性能更可靠的連續(xù)激光焊接和精密氬弧焊接工藝，提升防護(hù)能力；內(nèi)置高精度的數(shù)字芯片，提高信號(hào)分辨率，具有自動(dòng)修正補(bǔ)償功能；集成多種物理量的傳感器，對(duì)工作狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，并進(jìn)行大數(shù)據(jù)分析，進(jìn)行故障判斷和預(yù)警。

六維力傳感器工藝流程尚未實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)化生產(chǎn)，例如貼片環(huán)節(jié)尚未自動(dòng)化，而六維力傳感器應(yīng)變片數(shù)量較多。 首先，六維力傳感器所需應(yīng)變片的數(shù)量遠(yuǎn)高于單維力傳感器，單維力傳感器會(huì)采用4個(gè)應(yīng)變片，兩個(gè)被拉伸，另外兩個(gè)被壓縮，四個(gè)應(yīng)變片被組成一個(gè)惠斯通電橋。而六維傳感器最少有6個(gè)測(cè)量橋路，每個(gè)橋路的應(yīng)變片的布置方式應(yīng)確保輸出信號(hào)僅為三個(gè)方向之一的力矩或力，因此一般來(lái)說(shuō)至少需要24個(gè)應(yīng)變片，部分產(chǎn)品設(shè)計(jì)在此數(shù)量上略有調(diào)整，一般在16-40片之間。其次，盡管已有部分企業(yè)針對(duì)單維傳感器進(jìn)行自動(dòng)化貼片生產(chǎn)的嘗試，但是目前力傳感器尚未實(shí)現(xiàn)完全自動(dòng)化貼片，國(guó)內(nèi)外技術(shù)條件下貼片仍然必須由人工完成，尤其是對(duì)性能要求較高的六維力傳感器。因此，六維力傳感器僅在貼片環(huán)節(jié)就需要耗費(fèi)更多的時(shí)間和人力成本。

3.3 . 六維力傳感器價(jià)格高、利潤(rùn)空間大，人形機(jī)器人量產(chǎn)預(yù)期下或?qū)⑾破鸾祪r(jià)潮

六維力產(chǎn)品平均價(jià)格在2-4萬(wàn)左右，遠(yuǎn)高于低維力傳感器 。根據(jù)GGII數(shù)據(jù)，2022中國(guó)六維力/力矩傳感器市場(chǎng)規(guī)模2.39億元、市場(chǎng)銷量8360套，機(jī)器人用六維力傳感器市場(chǎng)規(guī)模約為1.56億元、市場(chǎng)銷量為4840套。故2022年平均每套六維力傳感器（傳感器+數(shù)據(jù)采集卡+軟件）價(jià)格約為2.86萬(wàn)元，平均每套機(jī)器人用六維力傳感器（傳感器+數(shù)據(jù)采集卡+軟件）價(jià)格約為3.23萬(wàn)元，因此國(guó)內(nèi)市場(chǎng)每套六維力傳感器價(jià)格約在2-4萬(wàn)左右。對(duì)比低維的關(guān)節(jié)力矩傳感器，據(jù)MIR（睿工業(yè)）調(diào)查，2022年整個(gè)中國(guó)市場(chǎng)關(guān)節(jié)力矩傳感器銷量大約在1.5萬(wàn)臺(tái)左右，市場(chǎng)規(guī)模大約在5000萬(wàn)元左右，關(guān)節(jié)力矩傳感器均價(jià)在2000-4000元?？梢?jiàn)，六維力傳感器平均價(jià)格是低維力傳感器的10倍左右。

在人形機(jī)器人量產(chǎn)加速、降價(jià)迫切的預(yù)期下，六維力傳感器或?qū)⒂瓉?lái)降價(jià)潮。 根據(jù)MIR調(diào)研，六維力傳感器成本在數(shù)千元，對(duì)比2-4萬(wàn)元的產(chǎn)品單價(jià)，其利潤(rùn)率較高，降價(jià)空間充足。此外，根據(jù)我們的報(bào)告《人形機(jī)器人專題報(bào)告一：智能化進(jìn)階開(kāi)啟，商業(yè)化落地在即》（2023-12-20），近一兩年發(fā)布新產(chǎn)品的多家人形機(jī)器人廠商已經(jīng)大多規(guī)劃在近1-3年內(nèi)量產(chǎn)，且將量產(chǎn)成本控制在10-30萬(wàn)人民幣之間、而價(jià)格控制在10-60萬(wàn)人民幣之間，大幅低于過(guò)去的人形機(jī)器人產(chǎn)品如ASIMO、Atlas。同時(shí)，在我們的報(bào)告《人形機(jī)器人專題報(bào)告三：拆解人形機(jī)器人結(jié)構(gòu)，尋找高價(jià)值量細(xì)分領(lǐng)域》（2024-01-23）中亦有分析，特斯拉Optimus方案整體方案硬件零部件成本總計(jì)約35萬(wàn)元人民幣，距離其目標(biāo)單價(jià)2萬(wàn)美元，仍約有60%下降空間，其中價(jià)值量占比較高的細(xì)分領(lǐng)域就有多維力/力矩傳感器（價(jià)值量占比為15%）。故未來(lái)對(duì)于六維力傳感器，為擁抱人形機(jī)器人行業(yè)，降價(jià)將是未來(lái)數(shù)年市場(chǎng)的主旋律之一，根據(jù)MIR 2023年調(diào)研，兩年內(nèi)單個(gè)產(chǎn)品價(jià)格下降至5000元以內(nèi)是完全可能的，六維力傳感器市場(chǎng)將迎來(lái)降價(jià)潮，行業(yè)也將迎來(lái)新一輪的洗牌。

4.1 . 六維力傳感器市場(chǎng)相對(duì)小眾，暫未形成規(guī)?；鲐?

當(dāng)前全球力和力矩傳感器的市場(chǎng)規(guī)模預(yù)計(jì)已接近700億人民幣，2023-2026年間復(fù)合增速約為5.81% 。根據(jù)The Business Research Company數(shù)據(jù)，2023年全球力傳感器市場(chǎng)規(guī)模（僅包含拉壓力傳感器）為23.4億美元（按匯率7計(jì)算，折合人民幣163.8億元），預(yù)計(jì)到2024年將達(dá)到24.9億美元（按匯率7計(jì)算，折合人民幣174.3億元）、2028年將達(dá)到30.9億美元（按匯率7計(jì)算，折合人民幣216.3億元），2023-2028年間復(fù)合年增長(zhǎng)率為5.72％。根據(jù)Markets and Markets報(bào)告數(shù)據(jù)，2021年全球力矩傳感器市場(chǎng)規(guī)模為68億美元（按匯率7計(jì)算，折合人民幣476億元），將以復(fù)合年增速5.77%增長(zhǎng)至2026年的90億美元（按匯率7計(jì)算，折合人民幣630億元）。根據(jù)以上數(shù)據(jù)，我們預(yù)計(jì)2023年全球力和力矩傳感器市場(chǎng)規(guī)模約為696億人民幣，2023-2026年全球力和力矩傳感器市場(chǎng)規(guī)模復(fù)合年增長(zhǎng)率約為5.81%。

相比之下，國(guó)內(nèi)六維力傳感器市場(chǎng)相對(duì)小眾，2022年市場(chǎng)規(guī)模不到3億人民幣、銷量不到1萬(wàn)套 。GGII數(shù)據(jù)顯示，2022中國(guó)六維力/力矩傳感器市場(chǎng)規(guī)模2.39億元、同比增長(zhǎng)52.04%，市場(chǎng)銷量8360套，同比增長(zhǎng)57.97%。其中，機(jī)器人用六維力傳感器市場(chǎng)規(guī)模占比較高、約占65%左右，2022年市場(chǎng)規(guī)模約為1.56億元、同比增長(zhǎng)54.35%，市場(chǎng)銷量為4840套、同比增長(zhǎng)62.58%。

六維力傳感器行業(yè)未能形成規(guī)模化出貨的原因在于 ：一是產(chǎn)品生產(chǎn)技術(shù)難度大，調(diào)試時(shí)間長(zhǎng)，生產(chǎn)效率低，價(jià)格昂貴，二是力控算法以及基于力控場(chǎng)景工藝算法等技術(shù)存在堵點(diǎn)，導(dǎo)致下游需求乏力，始終未能形成規(guī)?；鲐?。

4.2 . 人形機(jī)器人量產(chǎn)將是六維力傳感器市場(chǎng)的較大增長(zhǎng)來(lái)源

在六維力傳感器下游應(yīng)用中，工業(yè)自動(dòng)化（包含傳統(tǒng)機(jī)器人）領(lǐng)域應(yīng)用規(guī)模占比最大，但人形機(jī)器人行業(yè)應(yīng)用規(guī)模增速最快 。根據(jù)MIR數(shù)據(jù)，2023年六維力傳感器仍主要應(yīng)用于工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域，應(yīng)用規(guī)模占比超過(guò)77%，其次是汽車；但在人形機(jī)器人行業(yè)應(yīng)用規(guī)模同比增長(zhǎng)146.7%，遠(yuǎn)超其他行業(yè)增速。另外根據(jù)MIR調(diào)研，單獨(dú)觀察機(jī)器人領(lǐng)域的應(yīng)用，六維力傳感器在此領(lǐng)域的應(yīng)用比例超過(guò)50%、占比較高。

長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看，人形機(jī)器人量產(chǎn)將是六維力傳感器市場(chǎng)的較大增長(zhǎng)來(lái)源 ?；谖覀兊膱?bào)告《人形機(jī)器人專題報(bào)告二：供應(yīng)端從0到1有望突破，需求端人機(jī)替代市場(chǎng)廣闊》（2023-12-21）、《人形機(jī)器人專題報(bào)告三：拆解人形機(jī)器人結(jié)構(gòu)，尋找高價(jià)值量細(xì)分領(lǐng)域》（2024-01-23）中對(duì)人機(jī)產(chǎn)量、人機(jī)價(jià)格的預(yù)測(cè)與假設(shè)，以及人機(jī)對(duì)六維力傳感器需求量的分析、六維力傳感器價(jià)格等相關(guān)數(shù)據(jù)，我們進(jìn)一步假設(shè)：1、每臺(tái)人形機(jī)器人需要在每只手腕、腳部安裝一臺(tái)六維力傳感器，即每臺(tái)人機(jī)至少應(yīng)用4臺(tái)六維力傳感器；2、六維力傳感器的價(jià)格下降速度與人形機(jī)器人價(jià)格下降速度保持一致。根據(jù)以上假設(shè)，我們預(yù)計(jì)在悲觀/中性/樂(lè)觀情景下，2030年全球由于人形機(jī)器人行業(yè)帶來(lái)的六維力傳感器銷量增量為197/425/753萬(wàn)臺(tái)，市場(chǎng)規(guī)模增量預(yù)計(jì)為260/337/409億元人民幣，對(duì)于當(dāng)前六維力傳感器不到3億人民幣、不到1萬(wàn)套銷量的國(guó)內(nèi)市場(chǎng)，將是較大的增長(zhǎng)來(lái)源。

從全球范圍來(lái)看，六維力傳感器主要分為日韓品牌、歐美品牌和國(guó)產(chǎn)品牌三大陣營(yíng)。 各陣營(yíng)企業(yè)呈現(xiàn)不同的配套特點(diǎn)，日韓地區(qū)六維力/力矩傳感器廠商主要配套當(dāng)?shù)貦C(jī)器人本體廠商，其中，韓國(guó)企業(yè)Robotous、Aidin Robotics主要合作廠商包括Doosan Robotics、Neuromeka和Rainbow Robotics；日本企業(yè)Sintokogio和WACOH-TECH主要合作廠商包括發(fā)那科、電裝、三菱、那智不二越、安川等，Epson的六維力傳感器則主要配套Epson的工業(yè)機(jī)器人使用。歐美地區(qū)六維力傳感器廠商可分為兩類：一類是傳統(tǒng)的傳感器生產(chǎn)商，包括ATI、Bota Systems AG、ME-Me?systeme GmbH、AMTI、Kistler等；另一類是全球知名的機(jī)器人末端工具生產(chǎn)商，主要有SCHUNK、OnRobot、Robotiq等，歐美地區(qū)廠商合作企業(yè)以協(xié)作機(jī)器人本體廠商為主，主要包括優(yōu)傲機(jī)器人、達(dá)明機(jī)器人和歐姆龍等。國(guó)內(nèi)廠商主要為傳統(tǒng)的傳感器或測(cè)量?jī)x器生產(chǎn)商，包括坤維科技、宇立儀器、鑫精誠(chéng)、海伯森、藍(lán)點(diǎn)觸控等。

從國(guó)內(nèi)市場(chǎng)來(lái)看，六維力傳感器市場(chǎng)集中度較高，CR5占比超過(guò)50%。 其中ATI（美國(guó)）占據(jù)絕對(duì)龍頭地位，份額占比為22.4%，其次是宇立儀器（中國(guó)）占比12.2%、Epson（日本）占比6.4%、藍(lán)點(diǎn)觸控（中國(guó)）占比4.8%、坤維科技（中國(guó)）占比4.7%。各家廠商下游應(yīng)用側(cè)重點(diǎn)有所差異：ATI作為全球龍頭，通過(guò)多年的積累，應(yīng)用面相對(duì)更廣，在國(guó)內(nèi)下游市場(chǎng)中的工業(yè)機(jī)器人領(lǐng)域占據(jù)較高份額；宇立儀器在工業(yè)機(jī)器人磨拋場(chǎng)景和汽車碰撞測(cè)試行業(yè)應(yīng)用更多；坤維科技則在協(xié)作機(jī)器人、醫(yī)療手術(shù)機(jī)器人、醫(yī)療檢測(cè)機(jī)器人和康復(fù)機(jī)器人領(lǐng)域具備明顯優(yōu)勢(shì)，例如在協(xié)作機(jī)器人六維力傳感器這一細(xì)分市場(chǎng)，2022年坤維科技出貨量排名第一，市場(chǎng)占有率超過(guò)50%，同時(shí)在航空航天領(lǐng)域具備核心競(jìng)爭(zhēng)力；藍(lán)點(diǎn)觸控則在國(guó)內(nèi)關(guān)節(jié)力矩傳感器市場(chǎng)占據(jù)較大份額，根據(jù)GGII數(shù)據(jù)，藍(lán)點(diǎn)觸控占據(jù)了關(guān)節(jié)力矩傳感器70%-80%左右的市場(chǎng)份額；鑫精誠(chéng)憑借蘋果供應(yīng)商的身份已將其產(chǎn)品推廣至3C行業(yè)，同時(shí)在機(jī)器人和醫(yī)療行業(yè)也有布局。

從國(guó)內(nèi)范圍來(lái)看，當(dāng)前國(guó)內(nèi)六維力傳感器市場(chǎng)依然以外資品牌為主導(dǎo) 。根據(jù)MIR數(shù)據(jù)，近幾年國(guó)內(nèi)品牌憑借供應(yīng)鏈優(yōu)勢(shì)進(jìn)一步降低成本，在保證性能的同時(shí)提供價(jià)格更低的產(chǎn)品以及優(yōu)質(zhì)的服務(wù)，國(guó)產(chǎn)化率逐步提升。但目前國(guó)產(chǎn)廠商市場(chǎng)份額僅僅略高于30%，國(guó)內(nèi)六維力傳感器市場(chǎng)仍以外資品牌為主，外資品牌在產(chǎn)品和應(yīng)用上占有較大先發(fā)優(yōu)勢(shì)。根據(jù)MIR預(yù)測(cè)，隨著國(guó)產(chǎn)品牌性價(jià)比穩(wěn)定的提升、對(duì)下游應(yīng)用場(chǎng)景的探索以及人形機(jī)器人市場(chǎng)規(guī)模的擴(kuò)大，未來(lái)六維力傳感器國(guó)產(chǎn)化率將逐步提升。

國(guó)產(chǎn)與外資主流產(chǎn)品在精準(zhǔn)度方面已基本對(duì)齊，但在靈敏度、串?dāng)_、抗過(guò)載能力及維間耦合誤差等方面仍存在差距。 近幾年，入局六維力/力矩傳感器領(lǐng)域的國(guó)產(chǎn)相關(guān)廠商越來(lái)越多，除了宇立儀器（SRI）之外，如坤維科技、鑫精誠(chéng)、海伯森、藍(lán)點(diǎn)觸控、神源生智能、瑞爾特測(cè)控等，均已有相關(guān)的產(chǎn)品落地并進(jìn)入產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用。其他廠商如重慶魯班機(jī)器人技術(shù)研究院、昊志機(jī)電、埃力智能等，通過(guò)自主研發(fā)力傳感器技術(shù)，已經(jīng)具備六維力/力矩傳感器的生產(chǎn)能力，部分產(chǎn)品型號(hào)開(kāi)始進(jìn)入下游用戶的驗(yàn)證測(cè)試階段。根據(jù)GGII調(diào)研，盡管入局國(guó)內(nèi)廠商越來(lái)越多、產(chǎn)品越做越好，從國(guó)內(nèi)外產(chǎn)品對(duì)比情況來(lái)看，產(chǎn)品性能上國(guó)內(nèi)廠商與國(guó)外仍存在差距，尤其是在抗過(guò)載能力、串?dāng)_、線性誤差等指標(biāo)層面，但在精準(zhǔn)度方面已基本對(duì)齊。

從價(jià)格上看，國(guó)產(chǎn)品牌性價(jià)比更高，將有望加速推動(dòng)國(guó)產(chǎn)替代進(jìn)程。 例如根據(jù)愛(ài)采購(gòu)及emotion-supply平臺(tái)數(shù)據(jù)，海外龍頭ATI幾款典型六維力傳感器（Axia80系列、Gamma系列、Delta系列、Nano17系列、Mini45系列、Omega160系列）的價(jià)格處于3-14萬(wàn)人民幣/臺(tái)之間，同時(shí)根據(jù)《機(jī)器人力觸覺(jué)感知技術(shù)》（梁橋康、徐菲、王耀南）中數(shù)據(jù)，海外多維力傳感器生產(chǎn)廠商定價(jià)約為1萬(wàn)美元左右/臺(tái)（按匯率7折算為7萬(wàn)人民幣/臺(tái)），而根據(jù)愛(ài)采購(gòu)網(wǎng)站數(shù)據(jù)，國(guó)產(chǎn)六維力傳感器價(jià)格在0.1-4萬(wàn)人民幣/臺(tái)之間，明顯低于外資產(chǎn)品，將有望加速推動(dòng)國(guó)產(chǎn)替代。

6.1. 宇立儀器：從汽車碰撞假人到機(jī)器人打磨再到人形機(jī)器人，六維力產(chǎn)品類型豐富

南寧宇立儀器有限公司（簡(jiǎn)稱宇立儀器或SRI）成立于2007年，總部位于上海，是集研發(fā)、生產(chǎn)為一體的技術(shù)密集型企業(yè)，公司主營(yíng)多軸力傳感器、力控打磨設(shè)備和汽車測(cè)試設(shè)備，圍繞力測(cè)量和力控制，為全球客戶提供系列化的解決方案，是全球領(lǐng)先的六軸力傳感器供應(yīng)商。SRI擁有30多年傳感器設(shè)計(jì)和力控經(jīng)驗(yàn)，堅(jiān)持100%自主研發(fā)、100%生產(chǎn)工藝，傳感器型號(hào)超過(guò)500種，實(shí)際應(yīng)用超過(guò)2000例。其產(chǎn)品國(guó)外認(rèn)可度高，一度90%出口到歐、美地區(qū)。SRI客戶涵蓋汽車安全、汽車耐久、機(jī)器人自動(dòng)化和醫(yī)療等領(lǐng)域，包括全球大部分汽車企業(yè)、美敦力、ABB、KUKA、YASKAWA、富士康、Kistler、Magna，以及清華、北大、哈工大、北理工、中科院、帝國(guó)理工、東京大學(xué)、密歇根大學(xué)、米蘭理工、新加坡國(guó)立大學(xué)、卡內(nèi)基梅隆大學(xué)等全球各大高校、研究所等。根據(jù)MIR統(tǒng)計(jì)（請(qǐng)見(jiàn)圖26），宇立儀器2023年六維力傳感器營(yíng)收居于國(guó)內(nèi)品牌首位。

從應(yīng)用領(lǐng)域來(lái)看，宇立儀器最開(kāi)始靠汽車碰撞假人領(lǐng)域起家，后逐漸拓展至機(jī)器人及自動(dòng)化行業(yè)。 由于國(guó)產(chǎn)高端傳感器性能的欠缺，汽車碰撞假人領(lǐng)域一直被國(guó)外品牌壟斷。2007年，SRI由美國(guó)FTSS（現(xiàn)Humanetics ATD，全球汽車碰撞假人龍頭企業(yè)）的總工黃約博士創(chuàng)立，成為我國(guó)為數(shù)不多具有汽車碰撞假人多軸力傳感器生產(chǎn)能力的企業(yè)，與上汽、大眾等車企合作，讓汽車假人碰撞行業(yè)脫離了美國(guó)Humanetics品牌的壟斷格局，擁有其他選擇。此后隨著中國(guó)成為機(jī)器人最大應(yīng)用市場(chǎng)，開(kāi)始不斷拓展并覆蓋到機(jī)器人及自動(dòng)化行業(yè)，尤其是打磨應(yīng)用領(lǐng)域，并取得了良好的效果。

SRI在多軸力傳感器設(shè)計(jì)領(lǐng)域積累了近20年經(jīng)驗(yàn)，是全球多軸力傳感器領(lǐng)導(dǎo)企業(yè)。 多年來(lái)前后一共設(shè)計(jì)生產(chǎn)了9大系列、300多個(gè)型號(hào)的多軸力傳感器，從一軸至六軸，都有相應(yīng)的產(chǎn)品覆蓋，在力傳感器板塊扎根較深。從應(yīng)用領(lǐng)域來(lái)看，其產(chǎn)品線覆蓋各類力矩傳感器、數(shù)據(jù)采集、力控打磨等，且適用于各種復(fù)雜工業(yè)環(huán)境、水下力測(cè)量等環(huán)境。此外，SRI以力傳感器硬件為核心不斷向解決方案、力控系統(tǒng)延伸，例如聯(lián)合ABB、KUKA設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)智能力控打磨解決方案等。

六維力傳感器方面，SRI起步于2012年前后，產(chǎn)品覆蓋量程、尺寸均較廣，兼具結(jié)構(gòu)解耦與矩陣解耦產(chǎn)品，價(jià)格相比國(guó)外品牌具有競(jìng)爭(zhēng)力 。SRI的六軸力傳感器早在2012年前后，就陸續(xù)在ABB、YASKAWA、KUKA、FOXCONN等國(guó)際領(lǐng)先的機(jī)器人企業(yè)得到良好應(yīng)用。目前，SRI設(shè)計(jì)生產(chǎn)了7大系列、共計(jì)256種類型的六維力傳感器，量程范圍從9N至600KN、從0.15Nm-40KNm，直徑從15mm至450mm，厚度從7.5mm至600mm。SRI六軸力傳感器有矩陣解耦和結(jié)構(gòu)解耦兩種解耦方法，如M37XX系列、M38XX系列和M35XX系列都是矩陣解耦型六軸力傳感器，M33XX系列和M39XX系列都是結(jié)構(gòu)解耦型六軸力傳感器。

SRI已進(jìn)入人形機(jī)器人領(lǐng)域，產(chǎn)品相對(duì)國(guó)外品牌更具性價(jià)比。 全球大多數(shù)汽車企業(yè)都在使用SRI六軸力傳感器，SRI是ABB、富士康的長(zhǎng)期供應(yīng)商。在機(jī)器人應(yīng)用方面，SRI的六維力傳感器集中在工業(yè)機(jī)器人領(lǐng)域，但正向人形機(jī)器人領(lǐng)域滲透。根據(jù)SRI官網(wǎng)合作伙伴信息，SRI與人形機(jī)器人廠商優(yōu)必選有相關(guān)合作，根據(jù)優(yōu)必選招股說(shuō)明書(shū)中六維力傳感器價(jià)格以及宇立儀器微信公眾號(hào)，SRI六維力傳感器單價(jià)約在1.5萬(wàn)/臺(tái)，與其他國(guó)外制造商相比更具性價(jià)比。

6.2. 坤維科技：核心技術(shù)源于航天測(cè)試，主攻協(xié)作機(jī)器人賽道，已向人形機(jī)器人領(lǐng)域拓展

常州坤維傳感科技有限公司（簡(jiǎn)稱坤維科技）成立于2018年，總部位于江蘇常州，是一家致力于提供高精度力覺(jué)傳感器及力控解決方案的高新技術(shù)企業(yè)。公司主營(yíng)智能力覺(jué)傳感器（主要為六維力傳感器）的研發(fā)、制造、銷售、及技術(shù)推廣，主要面向機(jī)器人及其他智能裝備、工業(yè)過(guò)程監(jiān)控、質(zhì)量檢測(cè)與科研測(cè)試等領(lǐng)域，下游典型客戶主要包括協(xié)作機(jī)器人領(lǐng)導(dǎo)品牌遨博、節(jié)卡、越疆等。公司團(tuán)隊(duì)具備多年航天科研經(jīng)驗(yàn)，掌握力覺(jué)測(cè)量核心技術(shù)，具備相關(guān)產(chǎn)品的自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)，同時(shí)在多維力測(cè)量領(lǐng)域還擁有大量工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。

公司自2018年成立以來(lái)總共進(jìn)行了五輪股權(quán)融資，受到資本市場(chǎng)關(guān)注，投資人包括匯川產(chǎn)投、三花資本、瀚川智能。 坤維科技創(chuàng)業(yè)至今近六年，根據(jù)天眼查已進(jìn)行了5輪股權(quán)融資。最近一次投融資事件為2024年2月，坤維科技完成了數(shù)千萬(wàn)元A2輪融資，領(lǐng)投方為匯川產(chǎn)投，三花資本、博昶基金、明薈致遠(yuǎn)跟投。

坤維科技六維力產(chǎn)品源于航天測(cè)試技術(shù)，相比民用級(jí)競(jìng)品具備技術(shù)優(yōu)勢(shì) 。在核心團(tuán)隊(duì)方面，坤維科技創(chuàng)始團(tuán)隊(duì)背景深厚，四位核心成員均源自航天十一院這一國(guó)家重點(diǎn)研究機(jī)構(gòu)，擁有超過(guò)15年的多軸力傳感器研發(fā)及應(yīng)用領(lǐng)域的寶貴經(jīng)驗(yàn)。通過(guò)在成熟的航天技術(shù)上進(jìn)行創(chuàng)新并結(jié)合機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)，坤維科技自主研發(fā)智能六維力產(chǎn)品打破海外公司在高端六維力傳感器領(lǐng)域的長(zhǎng)期壟斷地位。正是由于坤維科技六維力傳感器技術(shù)最開(kāi)始應(yīng)用在火箭、導(dǎo)彈等高速飛行器的空氣動(dòng)力學(xué)性能參數(shù)測(cè)試，相比于海外廠商在國(guó)內(nèi)銷售的民用級(jí)競(jìng)品，坤維科技的六維力傳感器技術(shù)具有明顯優(yōu)勢(shì)。

公司坐落于協(xié)作機(jī)器人產(chǎn)業(yè)重鎮(zhèn)常州，在協(xié)作機(jī)器人領(lǐng)域競(jìng)爭(zhēng)方面具備地理優(yōu)勢(shì)。 協(xié)作機(jī)器人的行業(yè)龍頭遨博、節(jié)卡的生產(chǎn)基地均位于江蘇常州，因此相比其他傳感器廠商來(lái)說(shuō)，坤維科技在協(xié)作機(jī)器人細(xì)分領(lǐng)域競(jìng)爭(zhēng)方面具備地理優(yōu)勢(shì)，故在2022年協(xié)作機(jī)器人六維力傳感器這一細(xì)分市場(chǎng)，坤維科技出貨量排名第一，市場(chǎng)占有率超過(guò)50%。

當(dāng)前公司產(chǎn)品以協(xié)作機(jī)器人、航空航天應(yīng)用為主，已向人形機(jī)器人領(lǐng)域滲透。 在應(yīng)用層面，公司六維測(cè)力產(chǎn)品已服役于各種航空航天飛行器的風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)，為之提供了準(zhǔn)確可靠的六分量氣動(dòng)力數(shù)據(jù)。與此同時(shí)，公司已與節(jié)卡、遨博、睿爾曼、越疆、思靈、大族、法奧等國(guó)內(nèi)協(xié)作機(jī)器人著名廠商開(kāi)展了深度合作，將六維力傳感器廣泛應(yīng)用于防碰撞安全監(jiān)測(cè)、自動(dòng)化裝配生產(chǎn)線、力控切削打磨、拖動(dòng)示教、精密裝配等多個(gè)領(lǐng)域，大幅提高協(xié)作機(jī)器人的安全性、易用性、柔性。此外，公司已有數(shù)十位醫(yī)療行業(yè)的企業(yè)客戶。根據(jù)GGII調(diào)研，小米人形機(jī)器人已經(jīng)開(kāi)始向坤維科技購(gòu)買小批量KWR63系列六維力產(chǎn)品，應(yīng)用在機(jī)器人的手腕部位。

從產(chǎn)業(yè)鏈上看，坤維科技深耕于力傳感器核心技術(shù)研究和低成本高性能產(chǎn)品開(kāi)發(fā)的垂直領(lǐng)域。 根據(jù)GGII調(diào)研，坤維科技對(duì)于產(chǎn)品研發(fā)的思路非常清晰，即在材料、工藝、芯片三個(gè)智能力覺(jué)傳感器的核心技術(shù)領(lǐng)域深入研究從而開(kāi)發(fā)低成本高性能的產(chǎn)品，而非向力控技術(shù)集成應(yīng)用領(lǐng)域拓展。而這種垂直深耕的經(jīng)營(yíng)思路或可加快公司在材料、工藝、芯片三方面實(shí)現(xiàn)技術(shù)突破，同時(shí)和機(jī)器人本體廠商以及集成商在應(yīng)用端達(dá)成緊密合作，盡早實(shí)現(xiàn)六維力產(chǎn)品的規(guī)模優(yōu)勢(shì)。

在產(chǎn)品方面，坤維科技技術(shù)扎實(shí)、量產(chǎn)能力較強(qiáng)、產(chǎn)品覆蓋類型較廣、產(chǎn)品性能較高、性價(jià)比優(yōu)于進(jìn)口產(chǎn)品 。坤維科技在六維力傳感器領(lǐng)域積累了六軸聯(lián)合標(biāo)校與檢測(cè)技術(shù)、傳感器結(jié)構(gòu)解耦技術(shù)、高精度算法解耦技術(shù)、高精度嵌入式智能電路四大核心技術(shù)，可有效提升六維力傳感器的準(zhǔn)度、串?dāng)_、遲滯等產(chǎn)品性能。從產(chǎn)品覆蓋范圍上看，坤維科技六維力產(chǎn)品覆蓋16大系列，產(chǎn)品類型共計(jì)52種，尺寸覆蓋直徑36mm-200mm，厚度18mm-47.5mm，量程覆蓋30N-10KN，1.5Nm -1600Nm。在生產(chǎn)設(shè)備方面，坤維科技耗資數(shù)千萬(wàn)元，共建立了8臺(tái)標(biāo)定檢測(cè)設(shè)備用來(lái)完善六維力傳感器中的算法并檢測(cè)六維力產(chǎn)品，其中3臺(tái)擁有全自動(dòng)化標(biāo)定能力，可有效提高工作效率。在最終產(chǎn)品的精度和穩(wěn)定性方面，坤維科技采用應(yīng)變電測(cè)原理、航天測(cè)試技術(shù)和品控工藝，其六維力/力矩傳感器產(chǎn)品的串?dāng)_精度優(yōu)于0.3%FS，重復(fù)性精度優(yōu)于0.1%FS，部分產(chǎn)品抗過(guò)載能力最高可達(dá)到800%FS。與此同時(shí)，憑借軍工級(jí)的質(zhì)量管控能力和產(chǎn)品批量化生產(chǎn)能力，坤維科技可大幅降低優(yōu)質(zhì)力覺(jué)傳感器的成本，性價(jià)比遠(yuǎn)超進(jìn)口產(chǎn)品。

6.13. 藍(lán)點(diǎn)觸控：在國(guó)內(nèi)品牌中六維力產(chǎn)品營(yíng)收僅次于宇立儀器，從硬件到軟件提供全面解決方案

藍(lán)點(diǎn)觸控科技有限公司（以下簡(jiǎn)稱藍(lán)點(diǎn)觸控）成立于2019年，是一家專注于智能機(jī)器人前沿力控技術(shù)研發(fā)及應(yīng)用的國(guó)家高新技術(shù)企業(yè)，提供機(jī)器人力傳感器硬件、力控算法、行業(yè)工藝算法。通過(guò)深度整合柔性力控算法與工藝算法，藍(lán)點(diǎn)觸控已在醫(yī)療、衛(wèi)浴、航空航天、3C、汽車、重工等多個(gè)行業(yè)規(guī)模化落地，應(yīng)用于打磨、裝配、醫(yī)療手術(shù)機(jī)器人、焊接、工業(yè)自動(dòng)化、科研等眾多領(lǐng)域。根據(jù)GGII調(diào)研，藍(lán)點(diǎn)觸控機(jī)器人六維力傳感器與關(guān)節(jié)力矩傳感器累計(jì)出貨量達(dá)數(shù)萬(wàn)臺(tái)，其機(jī)器人關(guān)節(jié)力矩傳感器占據(jù)國(guó)內(nèi)80%以上市場(chǎng)份額。

藍(lán)點(diǎn)觸控核心團(tuán)隊(duì)來(lái)自于航天科技集團(tuán)、中國(guó)科學(xué)院等知名機(jī)構(gòu)。 公司創(chuàng)始人劉吳月畢業(yè)于西北工業(yè)大學(xué)，曾任職于航天科技集團(tuán)，負(fù)責(zé)多項(xiàng)航天前沿技術(shù)開(kāi)發(fā)，具備豐富的航天級(jí)力控技術(shù)研發(fā)和系統(tǒng)級(jí)應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)；研發(fā)總監(jiān)豐繼民畢業(yè)于中國(guó)科技大學(xué)少年班，ICT領(lǐng)域連續(xù)成功創(chuàng)業(yè)者，曾任多家創(chuàng)業(yè)公司CTO，擅長(zhǎng)復(fù)雜通信、實(shí)時(shí)控制和AI算法；董事兼顧問(wèn)王田苗是北京航空航天大學(xué)博導(dǎo)，北航機(jī)器人研究所名譽(yù)所長(zhǎng)。

公司共完成兩輪投資，最新一輪融資資金將主要用于新產(chǎn)品研發(fā)和進(jìn)一步提升批量化交付能力 。2020年1月17日，藍(lán)點(diǎn)觸控獲新松投資、雅瑞資本1000萬(wàn)元人民幣天使輪投資。2023年6月27日，藍(lán)點(diǎn)觸控獲中關(guān)村協(xié)同創(chuàng)新基金Pre-A輪投資，本輪融資將主要用于新產(chǎn)品研發(fā)和進(jìn)一步提升批量化交付能力。

藍(lán)點(diǎn)觸控原有業(yè)務(wù)以力傳感器研發(fā)、生產(chǎn)為核心，主要面向機(jī)器人廠商提供力傳感器核心零部件產(chǎn)品，開(kāi)啟了第一增長(zhǎng)曲線 。產(chǎn)品層面，公司已經(jīng)推出三大核心傳感器產(chǎn)品，包括ST系列協(xié)作機(jī)械臂六維力傳感器、EQ系列工業(yè)機(jī)械臂六維力傳感、Joint系列協(xié)作機(jī)械臂關(guān)節(jié)力矩傳感器，并搭建了自適應(yīng)工藝庫(kù)?；诖耍{(lán)點(diǎn)觸控建立了通用柔性力控機(jī)器人平臺(tái)，可應(yīng)用于打磨、去毛刺、裝配、醫(yī)療、特種作業(yè)等跨行業(yè)的多個(gè)細(xì)分場(chǎng)景。其中，六維力產(chǎn)品覆蓋2大系列，產(chǎn)品類型共計(jì)7種，尺寸覆蓋φ80mm*H25.5mm、φ60mm*H27.5mm，量程覆蓋170N-3000N、6Nm-40Nm。技術(shù)層面，藍(lán)點(diǎn)觸控力傳感器主要包含解耦算法、結(jié)構(gòu)解耦設(shè)計(jì)、高精度數(shù)據(jù)采集、多軸同步校準(zhǔn)等核心技術(shù)，可滿足復(fù)雜環(huán)境對(duì)力傳感器和力控系統(tǒng)的高精度、高帶寬和易用性需求。目前公司六維力產(chǎn)品精準(zhǔn)度范圍在0.3%-0.5%之間，處于行業(yè)較高水平。

2020年公司開(kāi)始探索第二增長(zhǎng)曲線，進(jìn)入下游應(yīng)用場(chǎng)景，從硬件到軟件直接面向行業(yè)客戶提供整套解決方案。 在第一條業(yè)務(wù)線相對(duì)成熟的基礎(chǔ)上，公司進(jìn)一步走入打磨和去毛刺等下游細(xì)分應(yīng)用場(chǎng)景，搭建了百余項(xiàng)參數(shù)的工藝算法模型，并建立了相應(yīng)的工藝數(shù)據(jù)庫(kù)，直接面向醫(yī)療器械、衛(wèi)浴、航空航天等行業(yè)企業(yè)客戶提供完整解決方案，在提高客單價(jià)與營(yíng)收規(guī)模的同時(shí)，觸達(dá)到了更多的行業(yè)和客戶，沉淀產(chǎn)業(yè)know-how，對(duì)產(chǎn)品、技術(shù)迭代優(yōu)化進(jìn)行反哺。

在機(jī)器人領(lǐng)域，藍(lán)點(diǎn)觸控以協(xié)作機(jī)器人關(guān)節(jié)力矩傳感器、六維力傳感器為起點(diǎn)，向人形機(jī)器人領(lǐng)域拓展 。藍(lán)點(diǎn)觸控在2021年開(kāi)始探索人形機(jī)器人領(lǐng)域，組建獨(dú)立研發(fā)團(tuán)隊(duì)。針對(duì)人形機(jī)器人的手腕以及腳腕單元，打造高性價(jià)比、高精度和強(qiáng)沖擊性的核心零部件單元，提供從六維力傳感器、直線模組拉壓力傳感器、關(guān)節(jié)扭矩傳感器、以及力控算法方面的全方位支持。

6.4. 海伯森：視覺(jué)傳感器與力傳感器，六維力傳感器價(jià)格較高

海伯森技術(shù)（深圳）有限公司（以下簡(jiǎn)稱海伯森）2015年成立，始終專注工業(yè)傳感技術(shù)的創(chuàng)新，并在光學(xué)精密測(cè)量、工業(yè)2D/3D檢測(cè)、機(jī)器人智能應(yīng)用等領(lǐng)域形成了成熟的產(chǎn)品矩陣，主力產(chǎn)品包括3D閃測(cè)傳感器、3D線光譜共焦傳感器、點(diǎn)光譜共焦位移傳感器、超高速工業(yè)相機(jī)、六維力傳感器、激光對(duì)刀儀、激光對(duì)針傳感器及各類激光檢測(cè)傳感器。目前公司全面布局海內(nèi)外市場(chǎng)，旨在為3C電子、工業(yè)自動(dòng)化、精密工件檢測(cè)、醫(yī)療、科研等行業(yè)領(lǐng)域提供精密智能傳感技術(shù)。公司已進(jìn)行了5輪融資，目前處于B輪（2022年9月），投資機(jī)構(gòu)包括漢宇集團(tuán)（持股比例為5.52%）、珠海北清河投資基金、創(chuàng)東方投資、華信資本等。

公司具備較為領(lǐng)先的傳感器綜合研發(fā)實(shí)力 。多年研發(fā)積累下，海伯森在力學(xué)、光學(xué)、聲學(xué)、機(jī)械、電子、算法等方面均擁有自主核心技術(shù)，取得了數(shù)十項(xiàng)專利，同時(shí)已經(jīng)全面掌握了高端傳感器相關(guān)的綜合研發(fā)能力，且保持著每年推出1-2款新品的速度。

公司產(chǎn)品有兩條主線，覆蓋人形機(jī)器人兩大領(lǐng)域 。一方面是光學(xué)和視覺(jué)產(chǎn)品線，賦予了機(jī)器人感知，讓機(jī)器人能夠看到；另一方面是力學(xué)產(chǎn)品線，能夠讓機(jī)器人賞到的同時(shí)感知到力的反饋。 但當(dāng)前產(chǎn)品以視覺(jué)傳感器為主、六維力傳感器為輔，主要專注于標(biāo)準(zhǔn)品銷售而非整體解決方案 。根據(jù)GGII調(diào)研，據(jù)海伯森創(chuàng)始人王國(guó)安介紹，海伯森視覺(jué)傳感器產(chǎn)品銷售占比較多，而六維力產(chǎn)品的銷售僅占總銷售量的15%左右，盡管存在客戶同時(shí)需要六維力傳感器和視覺(jué)兩類傳感器的情況，但海伯森很少出售解決方案，以售賣標(biāo)準(zhǔn)品為主。

海伯森六維力傳感器量程較大，主要應(yīng)用于3C電子、工業(yè)自動(dòng)化、精密工件檢測(cè)、醫(yī)療、科研等行業(yè)，價(jià)格高于國(guó)內(nèi)其他品牌。 海伯森六維力傳感器覆蓋5種類型產(chǎn)品，尺寸覆蓋直徑26.2mm-126mm，厚度23mm-50mm，量程覆蓋200N-4000N，4Nm-150Nm。當(dāng)前公司產(chǎn)品可裝載于工業(yè)機(jī)器人、協(xié)作機(jī)器人、外骨骼機(jī)器人、醫(yī)療康復(fù)機(jī)器人、人形機(jī)器人上，被廣泛應(yīng)用于工業(yè)柔性裝配/抓取、力控打磨、自動(dòng)化測(cè)控、拖動(dòng)示教、力學(xué)實(shí)驗(yàn)研究、風(fēng)洞測(cè)試等場(chǎng)景以及相應(yīng)的3C電子、工業(yè)自動(dòng)化、精密工件檢測(cè)、醫(yī)療、科研等行業(yè)，可支持庫(kù)卡、ABB、安川、川崎、三菱、愛(ài)普生、東芝、優(yōu)傲、珞石、節(jié)卡、遨博等國(guó)內(nèi)外近20個(gè)品牌的機(jī)器人系統(tǒng)。此外在產(chǎn)品價(jià)格方面，根據(jù)愛(ài)采購(gòu)平臺(tái)的公司店鋪官方報(bào)價(jià)，單個(gè)六維力傳感器價(jià)格為4萬(wàn)人民幣，高于國(guó)內(nèi)品牌。

6.5. 鑫精誠(chéng)：3C細(xì)分賽道起家，以高性價(jià)比產(chǎn)品切入低要求應(yīng)用領(lǐng)域

深圳市鑫精誠(chéng)科技有限公司與深圳市鑫精誠(chéng)傳感技術(shù)有限公司（以下統(tǒng)一簡(jiǎn)稱為鑫精誠(chéng)），分別成立于2009年與2021年，總部位于深圳，公司專注于微型壓力、稱重、多軸力、扭力等多樣化的智能傳感器與控制儀表等工業(yè)級(jí)產(chǎn)品的創(chuàng)新研發(fā)和精益生產(chǎn)。

公司致力于專精深，早年力學(xué)檢測(cè)產(chǎn)品切入3C賽道，隨后切入鋰電設(shè)備賽道，并向機(jī)器人應(yīng)用領(lǐng)域滲透 。早年鑫精誠(chéng)抓住了力學(xué)檢測(cè)應(yīng)用的風(fēng)口，以壓力傳感器、微型測(cè)力傳感器、高精度稱重傳感器等產(chǎn)品切入3C消費(fèi)類電子賽道，積累了豐富的產(chǎn)品解決方案，并進(jìn)入蘋果、華為等頭部企業(yè)的供應(yīng)鏈。在新能源行業(yè)“風(fēng)起”期間，公司敏銳捕捉到市場(chǎng)動(dòng)向，其力學(xué)傳感器（張力、壓力等產(chǎn)品）已廣泛應(yīng)用于勻漿、涂布機(jī)等電池多工藝環(huán)節(jié)，實(shí)現(xiàn)了鋰電整線設(shè)備下的研發(fā)項(xiàng)目沉淀。隨著力學(xué)傳感器的在機(jī)器人領(lǐng)域應(yīng)用場(chǎng)景日趨廣泛，鑫精誠(chéng)的業(yè)務(wù)已涵蓋工業(yè)領(lǐng)域的機(jī)械設(shè)備、工業(yè)機(jī)器人，醫(yī)療行業(yè)的康復(fù)理療、手術(shù)機(jī)器人，汽車行業(yè)的組裝、焊接、測(cè)試環(huán)節(jié)，農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的農(nóng)用機(jī)械設(shè)備和航空航天的測(cè)試等領(lǐng)域中。成立以來(lái)，公司合作客戶遍布全球，如華為、蘋果、比亞迪、大族、越疆、ABB、發(fā)那科、庫(kù)卡、安川、愛(ài)普生、圖靈、伯朗特等。2022年，鑫精誠(chéng)六維力傳感器客戶仍集中在手機(jī)等3C行業(yè)，未來(lái)將繼續(xù)專注于力學(xué)傳感器的研發(fā)，相繼規(guī)劃并延伸至壓電式、電磁力、半導(dǎo)體、MEMS傳感器等技術(shù)與應(yīng)用。

鑫精誠(chéng)傳感器是國(guó)內(nèi)最早一批進(jìn)入六維力傳感器研發(fā)和應(yīng)用的非研究型企業(yè) 。自2005年起公司開(kāi)始關(guān)注六維力傳感器，通過(guò)不斷比對(duì)半導(dǎo)體應(yīng)變片、電阻式應(yīng)變片、硅微熔、濺射、電容、光學(xué)、MEMS、壓電等原理六維力傳感器的優(yōu)缺點(diǎn)及適用場(chǎng)合，組建了國(guó)內(nèi)最早一批設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)六維力傳感器的研發(fā)團(tuán)隊(duì)（非研究機(jī)構(gòu)）30余人。在專利方面，鑫精誠(chéng)傳感器團(tuán)隊(duì)自2012年提交并取得六維力傳感器相關(guān)專利，目前已獲得發(fā)明專利5個(gè)，實(shí)用新型專利9個(gè)。

公司獨(dú)特開(kāi)發(fā)純結(jié)構(gòu)解耦產(chǎn)品，可節(jié)省標(biāo)定和制造時(shí)間和成本 。2021年，鑫精誠(chéng)在原有六維力傳感器的技術(shù)沉淀下又成功開(kāi)發(fā)出純結(jié)構(gòu)解耦的六維力傳感器系列。區(qū)別國(guó)外領(lǐng)先力矩傳感器所采用的軟件解耦，鑫精誠(chéng)所獨(dú)特開(kāi)發(fā)的純結(jié)構(gòu)解耦六維力傳感器：1、長(zhǎng)期耦合誤差小，信號(hào)長(zhǎng)期穩(wěn)定；2、安裝替換簡(jiǎn)單，當(dāng)傳感器其中任一通道損壞，其余5個(gè)通道可以正常使用，且替換后無(wú)需重新進(jìn)行解耦標(biāo)定，反復(fù)安裝對(duì)耦合誤差影響小，大大地節(jié)省產(chǎn)品全生命周期中的標(biāo)定和制造時(shí)間與成本。

鑫精誠(chéng)六維力產(chǎn)品類型較豐富，但量程覆蓋范圍較窄 。經(jīng)過(guò)十多年的學(xué)習(xí)沉淀，鑫精誠(chéng)完成六維力傳感器多尺寸、多量程、多結(jié)構(gòu)的系列化開(kāi)發(fā)，官網(wǎng)上共計(jì)有16種型號(hào)的六維力產(chǎn)品，共計(jì)61種類型。其六維力產(chǎn)品直徑跨度從25mm到118mm，力量程跨度從10N到1000N，力矩量程跨度從0.5Nm到50Nm，量程覆蓋范圍較窄。此外，產(chǎn)品結(jié)構(gòu)包含中空式，法蘭式，IP68深水、微型式、自帶緊固螺釘式，幾乎覆蓋了常規(guī)六維力傳感器的所有結(jié)構(gòu)，并支持為客戶提供非標(biāo)傳感器訂制。

公司六維力產(chǎn)品價(jià)格相對(duì)其他國(guó)產(chǎn)品牌較低，下游應(yīng)用主要面向低要求應(yīng)用領(lǐng)域 。從價(jià)格來(lái)看，據(jù)GGII調(diào)研數(shù)據(jù)，鑫精誠(chéng)一套傳感器+數(shù)據(jù)采集卡+軟件，均價(jià)僅1.3-1.5萬(wàn)/套，遠(yuǎn)低于GGII統(tǒng)計(jì)的2022年六維力傳感器的平均價(jià)格（2.86萬(wàn)元/套）。此外，根據(jù)公司在2023年高工機(jī)器人年會(huì)上的發(fā)言，公司產(chǎn)品主要切入對(duì)六維力傳感器的精度、抗震、防水防潮等要求不高的應(yīng)用領(lǐng)域，例如焊接行業(yè)拖拽示教的應(yīng)用。橫向?qū)Ρ瓤?，公司產(chǎn)品準(zhǔn)度略低于國(guó)內(nèi)其他品牌，由此可見(jiàn)公司產(chǎn)品策略為犧牲一部分產(chǎn)品性能但同時(shí)降低產(chǎn)品價(jià)格，以切入低要求應(yīng)用領(lǐng)域。

6.6. 神源生智能：具備高校背景，國(guó)內(nèi)市場(chǎng)份額占比較低

南京神源生智能科技有限公司（以下簡(jiǎn)稱為神源生智能）成立于2012年，致力于力測(cè)試技術(shù)的研究及其產(chǎn)業(yè)化，主營(yíng)產(chǎn)品包括多維力傳感器、扭矩傳感器、摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)、測(cè)力平臺(tái)、剛度儀等，已應(yīng)用于航天航空、機(jī)器人、自動(dòng)化、教科研等行業(yè)，并已銷售至美國(guó)、德國(guó)、丹麥、瑞典等歐美國(guó)家，得到國(guó)際客戶高度認(rèn)可。根據(jù)GGII數(shù)據(jù)，目前神源生智能的六維力傳感器累計(jì)出貨1000多臺(tái)，國(guó)內(nèi)市場(chǎng)份額占比不高（2023年為1.1%）。當(dāng)前公司進(jìn)行了一次融資，為A輪階段，投資方為中科海創(chuàng)。

公司具有南京航空航天大學(xué)高校背景 。公司以南京航空航天大學(xué)江蘇省仿生功能材料重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室為技術(shù)依托，擁有以董事長(zhǎng)戴振東教授為核心的研發(fā)人員22人，其中碩、博士11人。其依托南京航空航天大學(xué)雄厚的力學(xué)、特種加工和儀器設(shè)計(jì)等學(xué)科基礎(chǔ)，掌握了兼顧高剛度和高靈敏度的應(yīng)變式多維力傳感器正向設(shè)計(jì)及結(jié)構(gòu)優(yōu)化技術(shù)，建立了完整的產(chǎn)品質(zhì)量保障體系，實(shí)現(xiàn)了高性價(jià)比六維力傳感器、測(cè)力陣列和機(jī)器人的力控應(yīng)用。此外憑借技術(shù)能力，公司承接了國(guó)家研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目，負(fù)責(zé)機(jī)器人用六維力傳感器和觸覺(jué)傳感器的技術(shù)突破和產(chǎn)業(yè)化：承接了航天集團(tuán)多個(gè)跟力控應(yīng)用相關(guān)的攻關(guān)項(xiàng)目；公司產(chǎn)品在企業(yè)中也被廣泛應(yīng)用于機(jī)器人關(guān)節(jié)及未端的力反饋控制并得到高度評(píng)價(jià)。

公司在多維力傳感器方面已掌握較多關(guān)鍵技術(shù)。 神源生智能建立了多維力傳感器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及優(yōu)化技術(shù)；發(fā)明了與傳感器結(jié)構(gòu)一體化、多通道、集成式微信號(hào)處理器，解決了微信號(hào)容易受到干擾的問(wèn)題；掌握了規(guī)模生產(chǎn)中材料/加工、裝配技術(shù)等對(duì)傳感器性能影響的規(guī)律，確定了裝配流程、溫度場(chǎng)等因素的自適應(yīng)補(bǔ)償方法；發(fā)明了多維力傳感陣列，實(shí)現(xiàn)了分布式多維力同步采樣；建立了重力/慣性力快速高精度補(bǔ)償技術(shù)。

總的來(lái)說(shuō)，公司六維力產(chǎn)品覆蓋量程較廣、產(chǎn)品精度良好、耦合較低 。神源生智能六維力產(chǎn)品覆蓋10大系列、29種類型，尺寸覆蓋直徑50mm-219mm，厚度34.5mm-130mm，量程覆蓋10N-100KN，0.2Nm-8KNm。公司產(chǎn)品精度最低可做到0.1%，串?dāng)_可做到1%，性能指標(biāo)良好。

6.7. 埃力智能：扎根運(yùn)動(dòng)健康領(lǐng)域，已被人機(jī)廠商傅利葉智能收購(gòu)

安徽埃力智能科技有限公司（以下簡(jiǎn)稱為埃力智能）2005年成立，專注致力于運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)領(lǐng)域的設(shè)備研發(fā)生產(chǎn)，其主營(yíng)產(chǎn)品包括壓力分布（健身助手、鞋墊智能適配、智能選鞋、單板、步道、坐/靠墊等）、表面肌電儀、測(cè)力臺(tái)、六維力傳感器和坐站走一體化步態(tài)與平衡評(píng)估訓(xùn)練系統(tǒng)，產(chǎn)品主要用于醫(yī)療健康、體育運(yùn)動(dòng)、體檢篩查、大健康服務(wù)等領(lǐng)域。

公司已被人機(jī)廠商傅利葉智能收購(gòu) 。2021年初，通過(guò)戰(zhàn)略并購(gòu)，公司加入上海傅利葉機(jī)器人集團(tuán)，專注于醫(yī)療健康和機(jī)器人領(lǐng)域的技術(shù)及產(chǎn)品研發(fā)。

公司六維力產(chǎn)品較為單一，且主要應(yīng)用于康復(fù)機(jī)器人、外骨骼機(jī)器人 。埃力智能六維力產(chǎn)品覆蓋4種類型，尺寸均為φ70mm*H53.5mm，量程覆蓋125N-1000N，3.75Nm-30Nm。從產(chǎn)品應(yīng)用角度來(lái)看，其產(chǎn)品六維力傳感器主要應(yīng)用在康復(fù)機(jī)器人領(lǐng)域及上下肢外骨骼機(jī)器人協(xié)作中。

6.8. 瑞爾特測(cè)控：依托德國(guó)先進(jìn)技術(shù)，產(chǎn)品單價(jià)遠(yuǎn)低于國(guó)內(nèi)其他品牌

常州瑞爾特測(cè)控系統(tǒng)有限公司（以下簡(jiǎn)稱為瑞爾特測(cè)控）成立于2013年，是一家提供各類高端標(biāo)準(zhǔn)測(cè)力傳感器以及非標(biāo)定制服務(wù)于一體的綜合性高新技術(shù)企業(yè)。

公司依托德國(guó)先進(jìn)力傳感器設(shè)計(jì)、生產(chǎn)技術(shù)與經(jīng)驗(yàn)，生產(chǎn)研發(fā)了各類力傳感器產(chǎn)品 。瑞爾特測(cè)控核心技術(shù)團(tuán)隊(duì)擁有20年德國(guó)先進(jìn)傳感器設(shè)計(jì)、生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，對(duì)國(guó)外各類測(cè)力稱重傳感器的結(jié)構(gòu)和材料特性的處理以及加工造詣?lì)H深。在國(guó)外技術(shù)與經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，公司扎根于傳感器設(shè)計(jì)制造技術(shù)的研究，改良產(chǎn)品設(shè)計(jì)，并引進(jìn)國(guó)內(nèi)外先進(jìn)的生產(chǎn)設(shè)備及制造工藝，增強(qiáng)自我核心競(jìng)爭(zhēng)力。

公司生產(chǎn)多維力傳感器性價(jià)比較高、產(chǎn)品量程較大，已應(yīng)用于軍工、航空航天、核電、工業(yè)自動(dòng)化、醫(yī)療精密設(shè)備測(cè)試等領(lǐng)域 。瑞爾特測(cè)控六維力產(chǎn)品覆蓋4大系列、28種類型，尺寸覆蓋直徑50mm-352mm，厚度35.5mm-180mm，量程覆蓋150N-100KN，4Nm-1.5KNm。橫向比較看，公司產(chǎn)品綜合精度較高（0.5%），且根據(jù)愛(ài)采購(gòu)公司官方店鋪，其六維力傳感器單價(jià)為1280元/臺(tái)，遠(yuǎn)低于其他國(guó)內(nèi)品牌。

6.9. 昊志機(jī)電：立足主軸業(yè)務(wù)向機(jī)器人領(lǐng)域擴(kuò)張，六維力產(chǎn)品處于初步商業(yè)化階段

廣州市昊志機(jī)電股份有限公司（以下簡(jiǎn)稱昊志機(jī)電）成立于2006年，是一家專業(yè)從事中高端數(shù)控機(jī)床、機(jī)器人、新能源汽車核心功能部件等的研發(fā)設(shè)計(jì)、生產(chǎn)制造、銷售與維修服務(wù)的國(guó)家高新技術(shù)企業(yè)，于2016年在創(chuàng)業(yè)板上市（股票代碼300503.SZ）。

昊志機(jī)電立足主軸行業(yè)，逐步向機(jī)床、機(jī)器人等高端裝備核心功能部件領(lǐng)域擴(kuò)張，產(chǎn)品類型豐富 。公司電主軸領(lǐng)域全球市場(chǎng)占有率第一，同時(shí)立足主軸行業(yè)，借助在研發(fā)、制造、客戶、品牌等方面的積累，穩(wěn)步向數(shù)控機(jī)床和工業(yè)機(jī)器人等高端裝備的核心功能部件領(lǐng)域橫向擴(kuò)張。其中應(yīng)用于機(jī)器人領(lǐng)域的產(chǎn)品包括數(shù)控系統(tǒng)、諧波減速器、直驅(qū)電機(jī)、驅(qū)動(dòng)器、編碼器、六維力矩傳感器、剎車機(jī)構(gòu)、機(jī)器人關(guān)節(jié)模組、低壓驅(qū)動(dòng)、末端執(zhí)行器等。

即將成立廣州市昊志機(jī)器人有限公司，承接公司機(jī)器人事業(yè)部業(yè)務(wù)，負(fù)責(zé)機(jī)器人核心功能部件 。根據(jù)公司2024年3月公告，擬設(shè)立全資子公司“廣州市昊志機(jī)器人有限公司（暫定）”承接公司機(jī)器人事業(yè)部業(yè)務(wù)，負(fù)責(zé)機(jī)器人核心功能部件（包括但不限于諧波減速器、無(wú)框力鉅電機(jī)、剎車機(jī)構(gòu)、編碼器、電磁快換模塊、六維度力傳感器、控制系統(tǒng)、關(guān)節(jié)模組、末端執(zhí)行機(jī)構(gòu)以及RV減速器等機(jī)器人領(lǐng)域功能部件）研發(fā)、生產(chǎn)、銷售等。

目前公司六維力產(chǎn)品仍處于初步商業(yè)化階段，銷售規(guī)模和應(yīng)用市場(chǎng)較小 。公司六維力產(chǎn)品覆蓋5種類型，尺寸覆蓋直徑50mm-90mm，厚度20mm-28mm，量程覆蓋100N-1600N，3Nm-50Nm。目前產(chǎn)品主要應(yīng)用于公司與客戶共同開(kāi)發(fā)的按摩機(jī)器人上，且已形成小批量銷售。

6.10. 柯力傳感：以稱重傳感器起家，六維力產(chǎn)品處于開(kāi)發(fā)試制階段

寧波柯力傳感科技股份有限公司（以下簡(jiǎn)稱柯力傳感）成立于1995年，2019年上交所上市（股票代碼603662.SH），是智能傳感器行業(yè)領(lǐng)軍企業(yè)，主要研制和生產(chǎn)各類型物理量傳感器，以及不同工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)及多場(chǎng)景應(yīng)用解決方案。公司從力學(xué)起步融合多物理技術(shù)發(fā)展多品種傳感，展開(kāi)多維度產(chǎn)業(yè)布局和經(jīng)營(yíng)。

公司在主業(yè)層面堅(jiān)持“兩條腿走路”，一條為傳感器、儀表等硬件的研制、生產(chǎn)和銷售，一條為工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)解決方案 。公司一方面研制和生產(chǎn)多物理量傳感器、稱重儀表、電子稱重系統(tǒng)、工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)成套設(shè)備，另一方面，提供不停車檢測(cè)系統(tǒng)、建筑機(jī)械物聯(lián)網(wǎng)、港機(jī)及海洋工程裝備物聯(lián)網(wǎng)、起重機(jī)械物聯(lián)網(wǎng)、畜牧業(yè)、智能物流、環(huán)保設(shè)備等工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)解決方案。

目前柯力傳感擁有六維力傳感器開(kāi)發(fā)能力，但產(chǎn)品仍處于開(kāi)發(fā)試制階段，官網(wǎng)上尚未有相關(guān)產(chǎn)品推出 。根據(jù)公司公告，公司開(kāi)發(fā)的六維力傳感器未應(yīng)用于人形機(jī)器人，目前處于開(kāi)發(fā)試制階段，2019年-2021年累計(jì)銷售金額為34250.00元，該產(chǎn)品2022年未產(chǎn)生銷售收入，該產(chǎn)品對(duì)公司2023年主營(yíng)業(yè)務(wù)收入不產(chǎn)生任何影響。

6.11. 敏芯股份：聚焦MEMS傳感器，六維力產(chǎn)品處于研發(fā)階段

公司產(chǎn)品主要聚焦在MEMS傳感器及相關(guān)芯片的研發(fā)和生產(chǎn)方面，涉及多種類型傳感器。 蘇州敏芯微電子技術(shù)股份有限公司（以下簡(jiǎn)稱為敏芯股份）創(chuàng)立于2007年，是一家以MEMS傳感器研發(fā)與銷售為主的半導(dǎo)體芯片設(shè)計(jì)公司。2020年8月登陸上海證券交易所科創(chuàng)板（股票代碼688286.SH）。目前主要產(chǎn)品線包括MEMS聲學(xué)傳感器、MEMS壓力傳感器、MEMS慣性傳感器、MEMS力傳感器、MEMS流量傳感器等。經(jīng)過(guò)多年的技術(shù)積累和研發(fā)投入，公司在上述MEMS傳感器芯片設(shè)計(jì)、晶圓制造、封裝和測(cè)試等各環(huán)節(jié)都擁有了自主研發(fā)能力和核心技術(shù)，同時(shí)能夠自主設(shè)計(jì)為MEMS傳感器芯片提供信號(hào)轉(zhuǎn)化、處理或驅(qū)動(dòng)功能的ASIC芯片，并實(shí)現(xiàn)了MEMS傳感器全生產(chǎn)環(huán)節(jié)的國(guó)產(chǎn)化。

在六維力傳感器方面，公司仍處于研發(fā)階段 。根據(jù)公司公告，在六維傳感器等領(lǐng)域公司也有產(chǎn)品研發(fā)布局，并且有成熟的技術(shù)積累，研發(fā)進(jìn)度在按計(jì)劃推進(jìn)中，但上述相關(guān)產(chǎn)品研發(fā)及市場(chǎng)推廣均存在不確定性。

后續(xù)需進(jìn)一步關(guān)注六維力傳感器、人形機(jī)器人行業(yè)發(fā)展趨勢(shì)。 當(dāng)前人形機(jī)器人硬件+軟件方案尚未統(tǒng)一，需進(jìn)一步關(guān)注人形機(jī)器人對(duì)六維力傳感器產(chǎn)品在性能、量?jī)r(jià)上的具體需求，關(guān)注能盡快適應(yīng)人機(jī)行業(yè)需求的六維力產(chǎn)品廠商。同時(shí)，六維力傳感器當(dāng)前市場(chǎng)較小，產(chǎn)品未實(shí)現(xiàn)規(guī)模化生產(chǎn)，此外也受到MEMS等新型傳感技術(shù)的影響，關(guān)注在新生產(chǎn)技術(shù)、新產(chǎn)品技術(shù)、規(guī)模化生產(chǎn)上有重要突破的企業(yè)。

需跟蹤六維力傳感器國(guó)產(chǎn)替代進(jìn)程，關(guān)注替代進(jìn)程中取得競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)的企業(yè)。 當(dāng)前國(guó)內(nèi)六維力傳感器市場(chǎng)近70%的份額仍由ATI等外資品牌占據(jù)，盡管外資品牌整體性能上強(qiáng)于國(guó)內(nèi)品牌，但價(jià)格昂貴，且國(guó)內(nèi)品牌已經(jīng)在精準(zhǔn)度等部分指標(biāo)上已對(duì)齊國(guó)外產(chǎn)品。因此在人形機(jī)器人量產(chǎn)降價(jià)的預(yù)期下，進(jìn)一步關(guān)注能在性價(jià)比上取得競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)的國(guó)內(nèi)廠商。

需跟蹤六維力產(chǎn)品廠商與人形機(jī)器人廠商合作情況，關(guān)注在人形機(jī)器人應(yīng)用領(lǐng)域有布局、且最終能獲得訂單的企業(yè)。 由于大部分人機(jī)廠商產(chǎn)品處于樣機(jī)到量產(chǎn)的過(guò)程中，因此對(duì)六維力傳感器等上游零部件仍處于供應(yīng)商準(zhǔn)入或送樣或定點(diǎn)等環(huán)節(jié)，距離批量采購(gòu)仍需要一定時(shí)間，需跟蹤六維力產(chǎn)品廠商與人機(jī)廠商的合作情況。此外，人形機(jī)器人理論應(yīng)用場(chǎng)景較多、大部分應(yīng)用場(chǎng)景尚未商業(yè)化落地，因此在合作過(guò)程中，具備垂直應(yīng)用場(chǎng)景相關(guān)產(chǎn)品技術(shù)、工藝算法經(jīng)驗(yàn)積累的公司競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)或更明顯。因此，關(guān)注能與量產(chǎn)確定性強(qiáng)的人形機(jī)器人廠商進(jìn)行深度合作、并最終獲得采購(gòu)訂單的六維力傳感器企業(yè)。

本文來(lái)自：華寶證券2024年4月15日發(fā)布的證券研究報(bào)告《 六維力傳感器：人機(jī)末端力覺(jué)來(lái)源，行業(yè)格局變化在即 —— 人形機(jī)器人專題報(bào)告四 》