在科技浪潮中,人形机器人宛如一颗耀眼新星,吸引着众人目光。2025 年春节联欢晚会上,宇树科技的 H1 人形机器人在舞蹈《秧 BOT》里大放异彩,它们身着秧歌服、手持红手帕,机械臂灵活挥舞,动作精准流畅,迅速引发全网热议。
春晚过后,宇树科技的另一款明星产品 G1 人形机器人同样表现惊艳,不仅展现出 720 度回旋踢等高难度动作,还成功解锁侧空翻技能,不断突破大众对机器人能力边界的认知。这些出色表现背后,离不开一系列核心零部件的支撑,而六维力/力矩传感器便是其中极为重要的一环。
六维力传感器:机器人的 “触觉神经”
六维力传感器,堪称人形机器人的 “触觉神经”,能够同时测量三维空间中的 3 个力分量(Fx/Fy/Fz)和 3 个力矩分量(Mx/My/Mz)。这一强大的功能,让机器人得以精准感知外界环境的作用力与反作用力,从而实现极其精细的操作以及稳定可靠的运动控制。在精密装配任务里,安装于机器人手腕部位的六维力传感器,可敏锐捕捉零件间的微小作用力,引导机器人以恰到好处的力度和角度完成装配,确保精度达到毫米甚至亚毫米级;当机器人在复杂地形行走时,脚踝处的六维力传感器持续监测地面反作用力,实时调整机器人的姿态和步伐,维持平衡,防止摔倒。
从技术原理来看,六维力传感器多基于应变片、压电效应等技术实现力与力矩的测量。以应变片式六维力传感器为例,当外力作用于弹性元件时,弹性元件发生形变,粘贴其上的应变片电阻值随之改变,通过惠斯通电桥将电阻变化转化为电信号,再经过复杂的解耦算法,分离出六个维度的力和力矩信号。其中,解耦算法是技术关键,也是难点所在,它需要精确消除不同维度力和力矩之间的相互干扰,确保测量结果的准确性和独立性。
随着人形机器人技术的日渐成熟和应用场景的不断拓展,六维力传感器市场迎来了爆发式增长。根据QYR的统计及预测,2023年全球六维力力矩传感器市场销售额达到了2.25亿美元,预计2030年将达到23.05亿美元,年复合增长率为40.5%。而在六维力传感器下游应用中,人形机器人行业应用规模增速最快。通常而言,单台面向工业、家庭服务场景的双足人形机器人通常需安装四套六维力传感器。
A股上市公司:抢占技术与市场高地
面对六维力传感器这片广阔的市场蓝海,众多 A 股上市公司敏锐捕捉到机遇,积极投身布局,在技术研发和市场拓展方面各显神通。
3月19日,汇川技术在互动平台上表示,公司产投有投资机器人上使用的六维力传感器公司。
3月18日,东华测试在互动平台上表示,公司六维力传感器各项指标优良,并不断提升整体性能。目前处于小批量试制阶段,下游应用领域主要包括工业机器人、人形机器人、航空航天、汽车、电子、医疗等。
公司将力、扭矩及多维力感知系统与自定义测控分析系统深度融合,可为机器人领域的高精度控制提供技术解决方案和产品支持。公司全资子公司东华校准提供机器人多维力 / 力矩传感器检测服务。目前上述相关应用的销售收入较小,尚不会对公司业绩产生重大影响。
3月6日,昊志机电在投资者互动平台上表示,公司在机器人领域的产品涵盖谐波减速器、无框力钜电机、驱动器、控制系统、六维度力钜传感器、刹车机构、编码器、电磁快换模块、关节模组以及末端执行机构等机器人领域核心部件。截至目前,公司已与大族机器人、湖南沁峰机器人、广州数控、深圳众为兴等客户建立业务合作关系并已形成销售,公司与昊志大健康共同开发的按摩机器人,已成功应用于美业专业连锁机构。
3月4日,安培龙在投资者互动平台上表示,公司六维力传感器目前正处于样品研发阶段,尚未实现交样。
3月3日,柯力传感在投资者互动平台上表示,公司六维力传感器产品已实现向部分客户的批量供货。目前相关业务规模占公司整体营收比重较小,预计对2025年业绩影响有限。
2月25日,凯尔达在投资者互动平台上表示,凯维力传感目前正在积极推进基于MEMS加工技术和感知结构的六维力/力矩传感器相关产品的研发,争取尽快送样。
2月19日,杭州柯林在公告中表示,公司的机器人六维智能传感器项目于2024年9月立项,目前处于在研阶段,前期投入仅300多万元,研发进展存在不确定性,并且尚未跟任何公司发生相关业务或形成营业收入。
1月13日,华培动力在投资者互动平台上表示,公司非常重视人形机器人领域的发展,目前正利用公司已有的车规级 Mems 压力芯片和硅应变计的自主设计及封装测试的能力,寻求从玻璃微熔MSG高压压力传感器向六维力矩传感器延展的研发突破,公司已完成相关技术积累。
2024年12月17日,中航电测在互动平台表示,公司目前已与多家机器人头部企业开展合作,产品涉及末端执行机构用六维力传感器,手臂、小腿、灵巧手等位置线性执行器用拉压力传感器,机器关节用扭矩传感器。目前,公司的六维力传感器正在进行多家客户的送样,且已经通过某客户的测试验证。
2024年12月13日,索辰科技在互动平台表示,公司的六维力和力矩传感器是具有自主知识产权的原创产品,能满足人形机器人指尖、手腕、脚腕等力测量需要,精度达到0.1%FS。其采用弹性铰链并联构型力敏元件,通过一体式加工成型,实现非组装结构,具有尺寸小、刚度好、灵敏度高、误差小、解耦性好等特点,具有实时补偿负载重力和惯性力的功能,并具备过载防护功能。但还未产生直接效益。
2024年12月3日,凌云股份发布股票交易异常波动公告,目前公司传感器业务处于内部自行研发阶段,无客户,无订单,无相关业务收入,未来是否能够如期完成产品匹配及未来需求量存在不确定性。
写在最后
从上述一系列 A 股上市公司的布局动作不难看出,六维力传感器作为人形机器人的关键核心部件,正成为资本市场与科技领域共同聚焦的热点。众多企业纷纷涉足,或已取得阶段性研发成果,或积极推进技术突破与市场拓展。
然而,尽管六维力传感器市场前景广阔,本土厂商却仍面临诸多挑战。长期以来,美国 ATI、德国 SCHUNK、加拿大 Robotiq 以及丹麦 OnRobot 等国际老牌企业凭借先发优势,牢牢占据市场主导地位。与之相比,国产企业在精度、稳定性等核心性能指标上仍有较大差距,亟待追赶。并且,从研发到量产再到实现大规模商业化应用,每一步都布满荆棘,充满着技术迭代、市场竞争、客户认可等方面的不确定性 。
但机遇总是与挑战并存,随着国家对机器人产业的大力扶持以及相关政策的陆续出台,加之国内企业在成本控制、本土市场响应速度等方面的优势,A 股上市公司有望在六维力传感器这片蓝海中逐步实现技术突围与市场份额的提升。
在科技浪潮中,人形机器人宛如一颗耀眼新星,吸引着众人目光。2025 年春节联欢晚会上,宇树科技的 H1 人形机器人在舞蹈《秧 BOT》里大放异彩,它们身着秧歌服、手持红手帕,机械臂灵活挥舞,动作精准流畅,迅速引发全网热议。
春晚过后,宇树科技的另一款明星产品 G1 人形机器人同样表现惊艳,不仅展现出 720 度回旋踢等高难度动作,还成功解锁侧空翻技能,不断突破大众对机器人能力边界的认知。这些出色表现背后,离不开一系列核心零部件的支撑,而六维力/力矩传感器便是其中极为重要的一环。
六维力传感器:机器人的 “触觉神经”
六维力传感器,堪称人形机器人的 “触觉神经”,能够同时测量三维空间中的 3 个力分量(Fx/Fy/Fz)和 3 个力矩分量(Mx/My/Mz)。这一强大的功能,让机器人得以精准感知外界环境的作用力与反作用力,从而实现极其精细的操作以及稳定可靠的运动控制。在精密装配任务里,安装于机器人手腕部位的六维力传感器,可敏锐捕捉零件间的微小作用力,引导机器人以恰到好处的力度和角度完成装配,确保精度达到毫米甚至亚毫米级;当机器人在复杂地形行走时,脚踝处的六维力传感器持续监测地面反作用力,实时调整机器人的姿态和步伐,维持平衡,防止摔倒。
从技术原理来看,六维力传感器多基于应变片、压电效应等技术实现力与力矩的测量。以应变片式六维力传感器为例,当外力作用于弹性元件时,弹性元件发生形变,粘贴其上的应变片电阻值随之改变,通过惠斯通电桥将电阻变化转化为电信号,再经过复杂的解耦算法,分离出六个维度的力和力矩信号。其中,解耦算法是技术关键,也是难点所在,它需要精确消除不同维度力和力矩之间的相互干扰,确保测量结果的准确性和独立性。
随着人形机器人技术的日渐成熟和应用场景的不断拓展,六维力传感器市场迎来了爆发式增长。根据QYR的统计及预测,2023年全球六维力力矩传感器市场销售额达到了2.25亿美元,预计2030年将达到23.05亿美元,年复合增长率为40.5%。而在六维力传感器下游应用中,人形机器人行业应用规模增速最快。通常而言,单台面向工业、家庭服务场景的双足人形机器人通常需安装四套六维力传感器。
A股上市公司:抢占技术与市场高地
面对六维力传感器这片广阔的市场蓝海,众多 A 股上市公司敏锐捕捉到机遇,积极投身布局,在技术研发和市场拓展方面各显神通。
3月19日,汇川技术在互动平台上表示,公司产投有投资机器人上使用的六维力传感器公司。
3月18日,东华测试在互动平台上表示,公司六维力传感器各项指标优良,并不断提升整体性能。目前处于小批量试制阶段,下游应用领域主要包括工业机器人、人形机器人、航空航天、汽车、电子、医疗等。
公司将力、扭矩及多维力感知系统与自定义测控分析系统深度融合,可为机器人领域的高精度控制提供技术解决方案和产品支持。公司全资子公司东华校准提供机器人多维力 / 力矩传感器检测服务。目前上述相关应用的销售收入较小,尚不会对公司业绩产生重大影响。
3月6日,昊志机电在投资者互动平台上表示,公司在机器人领域的产品涵盖谐波减速器、无框力钜电机、驱动器、控制系统、六维度力钜传感器、刹车机构、编码器、电磁快换模块、关节模组以及末端执行机构等机器人领域核心部件。截至目前,公司已与大族机器人、湖南沁峰机器人、广州数控、深圳众为兴等客户建立业务合作关系并已形成销售,公司与昊志大健康共同开发的按摩机器人,已成功应用于美业专业连锁机构。
3月4日,安培龙在投资者互动平台上表示,公司六维力传感器目前正处于样品研发阶段,尚未实现交样。
3月3日,柯力传感在投资者互动平台上表示,公司六维力传感器产品已实现向部分客户的批量供货。目前相关业务规模占公司整体营收比重较小,预计对2025年业绩影响有限。
2月25日,凯尔达在投资者互动平台上表示,凯维力传感目前正在积极推进基于MEMS加工技术和感知结构的六维力/力矩传感器相关产品的研发,争取尽快送样。
2月19日,杭州柯林在公告中表示,公司的机器人六维智能传感器项目于2024年9月立项,目前处于在研阶段,前期投入仅300多万元,研发进展存在不确定性,并且尚未跟任何公司发生相关业务或形成营业收入。
1月13日,华培动力在投资者互动平台上表示,公司非常重视人形机器人领域的发展,目前正利用公司已有的车规级 Mems 压力芯片和硅应变计的自主设计及封装测试的能力,寻求从玻璃微熔MSG高压压力传感器向六维力矩传感器延展的研发突破,公司已完成相关技术积累。
2024年12月17日,中航电测在互动平台表示,公司目前已与多家机器人头部企业开展合作,产品涉及末端执行机构用六维力传感器,手臂、小腿、灵巧手等位置线性执行器用拉压力传感器,机器关节用扭矩传感器。目前,公司的六维力传感器正在进行多家客户的送样,且已经通过某客户的测试验证。
2024年12月13日,索辰科技在互动平台表示,公司的六维力和力矩传感器是具有自主知识产权的原创产品,能满足人形机器人指尖、手腕、脚腕等力测量需要,精度达到0.1%FS。其采用弹性铰链并联构型力敏元件,通过一体式加工成型,实现非组装结构,具有尺寸小、刚度好、灵敏度高、误差小、解耦性好等特点,具有实时补偿负载重力和惯性力的功能,并具备过载防护功能。但还未产生直接效益。
2024年12月3日,凌云股份发布股票交易异常波动公告,目前公司传感器业务处于内部自行研发阶段,无客户,无订单,无相关业务收入,未来是否能够如期完成产品匹配及未来需求量存在不确定性。
写在最后
从上述一系列 A 股上市公司的布局动作不难看出,六维力传感器作为人形机器人的关键核心部件,正成为资本市场与科技领域共同聚焦的热点。众多企业纷纷涉足,或已取得阶段性研发成果,或积极推进技术突破与市场拓展。
然而,尽管六维力传感器市场前景广阔,本土厂商却仍面临诸多挑战。长期以来,美国 ATI、德国 SCHUNK、加拿大 Robotiq 以及丹麦 OnRobot 等国际老牌企业凭借先发优势,牢牢占据市场主导地位。与之相比,国产企业在精度、稳定性等核心性能指标上仍有较大差距,亟待追赶。并且,从研发到量产再到实现大规模商业化应用,每一步都布满荆棘,充满着技术迭代、市场竞争、客户认可等方面的不确定性 。
但机遇总是与挑战并存,随着国家对机器人产业的大力扶持以及相关政策的陆续出台,加之国内企业在成本控制、本土市场响应速度等方面的优势,A 股上市公司有望在六维力传感器这片蓝海中逐步实现技术突围与市场份额的提升。
