來源:維科網(wǎng)傳感器
發(fā)布時間:2025-3-25
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在科技浪潮中,人形機器人宛如一顆耀眼新星,吸引著眾人目光。2025 年春節(jié)聯(lián)歡晚會上,宇樹科技的 H1 人形機器人在舞蹈《秧 BOT》里大放異彩,它們身著秧歌服、手持紅手帕,機械臂靈活揮舞,動作精準流暢,迅速引發(fā)全網(wǎng)熱議。
春晚過后,宇樹科技的另一款明星產(chǎn)品 G1 人形機器人同樣表現(xiàn)驚艷,不僅展現(xiàn)出 720 度回旋踢等高難度動作,還成功解鎖側(cè)空翻技能,不斷突破大眾對機器人能力邊界的認知。這些出色表現(xiàn)背后,離不開一系列核心零部件的支撐,而六維力/力矩傳感器便是其中極為重要的一環(huán)。
六維力傳感器:機器人的 “觸覺神經(jīng)”
六維力傳感器,堪稱人形機器人的 “觸覺神經(jīng)”,能夠同時測量三維空間中的 3 個力分量(Fx/Fy/Fz)和 3 個力矩分量(Mx/My/Mz)。這一強大的功能,讓機器人得以精準感知外界環(huán)境的作用力與反作用力,從而實現(xiàn)極其精細的操作以及穩(wěn)定可靠的運動控制。在精密裝配任務(wù)里,安裝于機器人手腕部位的六維力傳感器,可敏銳捕捉零件間的微小作用力,引導(dǎo)機器人以恰到好處的力度和角度完成裝配,確保精度達到毫米甚至亞毫米級;當(dāng)機器人在復(fù)雜地形行走時,腳踝處的六維力傳感器持續(xù)監(jiān)測地面反作用力,實時調(diào)整機器人的姿態(tài)和步伐,維持平衡,防止摔倒。
從技術(shù)原理來看,六維力傳感器多基于應(yīng)變片、壓電效應(yīng)等技術(shù)實現(xiàn)力與力矩的測量。以應(yīng)變片式六維力傳感器為例,當(dāng)外力作用于彈性元件時,彈性元件發(fā)生形變,粘貼其上的應(yīng)變片電阻值隨之改變,通過惠斯通電橋?qū)㈦娮枳兓D(zhuǎn)化為電信號,再經(jīng)過復(fù)雜的解耦算法,分離出六個維度的力和力矩信號。其中,解耦算法是技術(shù)關(guān)鍵,也是難點所在,它需要精確消除不同維度力和力矩之間的相互干擾,確保測量結(jié)果的準確性和獨立性。
隨著人形機器人技術(shù)的日漸成熟和應(yīng)用場景的不斷拓展,六維力傳感器市場迎來了爆發(fā)式增長。根據(jù)QYR的統(tǒng)計及預(yù)測,2023年全球六維力力矩傳感器市場銷售額達到了2.25億美元,預(yù)計2030年將達到23.05億美元,年復(fù)合增長率為40.5%。而在六維力傳感器下游應(yīng)用中,人形機器人行業(yè)應(yīng)用規(guī)模增速最快。通常而言,單臺面向工業(yè)、家庭服務(wù)場景的雙足人形機器人通常需安裝四套六維力傳感器。
A股上市公司:搶占技術(shù)與市場高地
面對六維力傳感器這片廣闊的市場藍海,眾多 A 股上市公司敏銳捕捉到機遇,積極投身布局,在技術(shù)研發(fā)和市場拓展方面各顯神通。
3月19日,匯川技術(shù)在互動平臺上表示,公司產(chǎn)投有投資機器人上使用的六維力傳感器公司。
3月18日,東華測試在互動平臺上表示,公司六維力傳感器各項指標優(yōu)良,并不斷提升整體性能。目前處于小批量試制階段,下游應(yīng)用領(lǐng)域主要包括工業(yè)機器人、人形機器人、航空航天、汽車、電子、醫(yī)療等。
公司將力、扭矩及多維力感知系統(tǒng)與自定義測控分析系統(tǒng)深度融合,可為機器人領(lǐng)域的高精度控制提供技術(shù)解決方案和產(chǎn)品支持。公司全資子公司東華校準提供機器人多維力 / 力矩傳感器檢測服務(wù)。目前上述相關(guān)應(yīng)用的銷售收入較小,尚不會對公司業(yè)績產(chǎn)生重大影響。
3月6日,昊志機電在投資者互動平臺上表示,公司在機器人領(lǐng)域的產(chǎn)品涵蓋諧波減速器、無框力鉅電機、驅(qū)動器、控制系統(tǒng)、六維度力鉅傳感器、剎車機構(gòu)、編碼器、電磁快換模塊、關(guān)節(jié)模組以及末端執(zhí)行機構(gòu)等機器人領(lǐng)域核心部件。截至目前,公司已與大族機器人、湖南沁峰機器人、廣州數(shù)控、深圳眾為興等客戶建立業(yè)務(wù)合作關(guān)系并已形成銷售,公司與昊志大健康共同開發(fā)的按摩機器人,已成功應(yīng)用于美業(yè)專業(yè)連鎖機構(gòu)。
3月4日,安培龍在投資者互動平臺上表示,公司六維力傳感器目前正處于樣品研發(fā)階段,尚未實現(xiàn)交樣。
3月3日,柯力傳感在投資者互動平臺上表示,公司六維力傳感器產(chǎn)品已實現(xiàn)向部分客戶的批量供貨。目前相關(guān)業(yè)務(wù)規(guī)模占公司整體營收比重較小,預(yù)計對2025年業(yè)績影響有限。
2月25日,凱爾達在投資者互動平臺上表示,凱維力傳感目前正在積極推進基于MEMS加工技術(shù)和感知結(jié)構(gòu)的六維力/力矩傳感器相關(guān)產(chǎn)品的研發(fā),爭取盡快送樣。
2月19日,杭州柯林在公告中表示,公司的機器人六維智能傳感器項目于2024年9月立項,目前處于在研階段,前期投入僅300多萬元,研發(fā)進展存在不確定性,并且尚未跟任何公司發(fā)生相關(guān)業(yè)務(wù)或形成營業(yè)收入。
1月13日,華培動力在投資者互動平臺上表示,公司非常重視人形機器人領(lǐng)域的發(fā)展,目前正利用公司已有的車規(guī)級 Mems 壓力芯片和硅應(yīng)變計的自主設(shè)計及封裝測試的能力,尋求從玻璃微熔MSG高壓壓力傳感器向六維力矩傳感器延展的研發(fā)突破,公司已完成相關(guān)技術(shù)積累。
2024年12月17日,中航電測在互動平臺表示,公司目前已與多家機器人頭部企業(yè)開展合作,產(chǎn)品涉及末端執(zhí)行機構(gòu)用六維力傳感器,手臂、小腿、靈巧手等位置線性執(zhí)行器用拉壓力傳感器,機器關(guān)節(jié)用扭矩傳感器。目前,公司的六維力傳感器正在進行多家客戶的送樣,且已經(jīng)通過某客戶的測試驗證。
2024年12月13日,索辰科技在互動平臺表示,公司的六維力和力矩傳感器是具有自主知識產(chǎn)權(quán)的原創(chuàng)產(chǎn)品,能滿足人形機器人指尖、手腕、腳腕等力測量需要,精度達到0.1%FS。其采用彈性鉸鏈并聯(lián)構(gòu)型力敏元件,通過一體式加工成型,實現(xiàn)非組裝結(jié)構(gòu),具有尺寸小、剛度好、靈敏度高、誤差小、解耦性好等特點,具有實時補償負載重力和慣性力的功能,并具備過載防護功能。但還未產(chǎn)生直接效益。
2024年12月3日,凌云股份發(fā)布股票交易異常波動公告,目前公司傳感器業(yè)務(wù)處于內(nèi)部自行研發(fā)階段,無客戶,無訂單,無相關(guān)業(yè)務(wù)收入,未來是否能夠如期完成產(chǎn)品匹配及未來需求量存在不確定性。
從上述一系列 A 股上市公司的布局動作不難看出,六維力傳感器作為人形機器人的關(guān)鍵核心部件,正成為資本市場與科技領(lǐng)域共同聚焦的熱點。眾多企業(yè)紛紛涉足,或已取得階段性研發(fā)成果,或積極推進技術(shù)突破與市場拓展。
然而,盡管六維力傳感器市場前景廣闊,本土廠商卻仍面臨諸多挑戰(zhàn)。長期以來,美國 ATI、德國 SCHUNK、加拿大 Robotiq 以及丹麥 OnRobot 等國際老牌企業(yè)憑借先發(fā)優(yōu)勢,牢牢占據(jù)市場主導(dǎo)地位。與之相比,國產(chǎn)企業(yè)在精度、穩(wěn)定性等核心性能指標上仍有較大差距,亟待追趕。并且,從研發(fā)到量產(chǎn)再到實現(xiàn)大規(guī)模商業(yè)化應(yīng)用,每一步都布滿荊棘,充滿著技術(shù)迭代、市場競爭、客戶認可等方面的不確定性 。
但機遇總是與挑戰(zhàn)并存,隨著國家對機器人產(chǎn)業(yè)的大力扶持以及相關(guān)政策的陸續(xù)出臺,加之國內(nèi)企業(yè)在成本控制、本土市場響應(yīng)速度等方面的優(yōu)勢,A 股上市公司有望在六維力傳感器這片藍海中逐步實現(xiàn)技術(shù)突圍與市場份額的提升。
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