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1、 1/30 2023 年年 10 月月 14 日日 行業行業|深度深度|研究報告研究報告 行業研究報告 慧博智能投研 力傳感器力傳感器深度：深度：市場規模、市場規模、競爭栺局競爭栺局、產業產業鏈及相關公司鏈及相關公司深度梳理深度梳理 力是引起物質運動變化的直接原因。力傳感器能檢測張力、拉力、壓力、重量、扭矩、內應力和應變等力學量。力傳感器還是機器人主動柔順控制必不可少的部件，它直接影響著機器人的力控制性能。而在機器人力控解決方案中，六維力傳感器是目前應用最為廣泛的力覺傳感器，隨著人形機器人的逐步放量，力傳感器和六維力矩傳感器有望快速增長。那么，力傳感器是怎樣的傳感器，是如何分類的，目前應用最為

2、廣泛的力傳感器又是哪一種，力傳感器產業鏈下游的應用都有哪些，市場規模有多大，競爭格局是怎樣的，相關公司又有哪些，本篇研報我們即圍繞上面這些問題展開論述。目錄目錄 一、力傳感器概述.1 二、六維力傳感器.4 三、力傳感器產業鏈.10 四、力傳感器市場規模及空間.13 五、力傳感器競爭格局.16 六、力傳感器相關公司.18 七、參考研報.30 一、一、力傳感器力傳感器概述概述 1.力傳感器力傳感器 力覺傳感器，顧名思義就是感知并度量力的傳感器。力傳感器是機械、電子、算法、計量融合的復雜交叉學科，技術壁壘較高。多維力傳感器能夠實現更精細的工作需求，在機械加工，如磨削，去毛刺，打磨和拋光等環節中，如果

3、讓機器人來完成這些工作曾經是非常復雜的，需要根據空間體積進行大量的編程，而且也需要花費大量時間來進行糾錯。但是集成了多維力覺傳感器后，利用傳感器的路徑記錄功能，操作員可以簡單地抓住臂端裝置并進行預期的移動。傳感器記錄操作員施加的力和方向，之后機器人就可以重復操作員的動作。這將極大地提高工作效率，同時將有助于保障操作工人的安全。2/30 2023 年年 10 月月 14 日日 行業行業|深度深度|研究報告研究報告 2.力傳感器分類力傳感器分類 力傳感器分類方式眾多，可根據以下方式分類：測量原理：可分為應變式、壓電式、電容式、光學式等；測力維數：可分為 1-6 維力傳感器，其中以一維、三維、六維力

4、傳感器最為常見；輸出方式：可分為模擬傳感器和數字傳感器；力的種類：可分為壓力傳感器、稱重傳感器、力矩傳感器等。（1）根據測量原理）根據測量原理 根據測量時利用的不同物理原理，力傳感器可分為應變式、壓電式、電容式、光學式。1VhUgYkZaXlXtPmQsP6M8Q9PoMnNpNtQjMrQoOjMqRrO9PmMwPvPsQqNvPmPzR 3/30 2023 年年 10 月月 14 日日 行業行業|深度深度|研究報告研究報告 （2）根據測力維數）根據測力維數 根據測力的維數，力傳感器可以分為一維到六維傳感器。從主流的力傳感器的測量維度來看，一維、三維、六維力傳感器是較常見的產品，二、五維力

5、傳感器較少見。（3）根據輸出方式根據輸出方式 根據輸出方式的不同，可分為模擬傳感器和數字傳感器。4/30 2023 年年 10 月月 14 日日 行業行業|深度深度|研究報告研究報告 （4）根據力的種類根據力的種類 根據所測力的種類，力傳感器可分為壓力傳感器、稱重傳感器、力矩傳感器等。二、二、六維力傳感器六維力傳感器 1.六維六維力傳感器是維度最高的力覺傳感器力傳感器是維度最高的力覺傳感器，它能給出最為全面精準的力覺它能給出最為全面精準的力覺信息信息 六維力傳感器，又叫六維力/力矩傳感器、六軸力傳感器、F/T 傳感器，是一種特殊的力傳感器，能夠同時測量中性坐標系（OXYZ）內的三個力（FX、F

6、Y、FZ）和三個力矩（MX、MY、MZ）。六維力傳感器一般分成固定端（機器人端）和加載端（工具端），傳感器的內部算法會解耦各方向力和力矩間的干擾，使力的測量更為精準。根據傳感元件的不同，六維力/力矩傳感器主要分為:應變片式、光學式以及壓電/電容式。目前，市場應用的六維力/力矩傳感器大部分是基于應變式的測量?；趬弘?、電容和光學等原理測量的傳感器有一定的理論研究和實驗，下游尚未得到廣泛應用。每種類型的六維力傳感器都具有其獨特的優點和適用范 5/30 2023 年年 10 月月 14 日日 行業行業|深度深度|研究報告研究報告 圍，隨著相關研究的不斷深入，不同測量機理的傳感器將會發揮自身優勢被應用

7、到各種場合，進而推動六維力傳感器向多元化方向發展。經過對穩定性、剛度、動態特性、成本與信噪比五個維度的比較，硅應變傳感器綜合性能優異。硅應變片的穩定性、信噪比、動態特性要好于金屬應變片，剛度上兩者差異不大，成本上金屬略優，但這幾年硅應變片的工藝有了提升和改進，綜合成本也在大幅降低。2.六維力六維力/力矩傳感器的研發難度非常大力矩傳感器的研發難度非常大 六維力傳感器不是三個一維力傳感器和三個扭矩傳感器結構的簡單疊加，它的非線性力學特征明顯，要考慮多通道信號的溫漂、蠕變、交叉干擾、數據處理的實時性，再加之六維聯合加載標定的復雜性，其技術難度可謂是一維力傳感器難度的六次方。六維力傳感器面臨兩個關鍵技

8、術問題：全方位機械過載保護和動態性能。六維力傳感器面臨兩個關鍵技術問題：全方位機械過載保護和動態性能。1）機械過載保護是指作用到傳感器的力超過某一數值時，為避免傳感器損壞而增加的一種附屬結構。國內外學者也提出了基于不同結構的機械過載保護裝置，但由于保護裝置結構復雜且加工精度要求較高等限制，生產出具有全方位機械過載保護裝置的六維力傳感器的成熟產品仍有難度。2）傳感器性能指標包括靜態性能指標和動態性能指標。在實際的力測量過程中，被測信號大多是動態信號，如機器人打磨拋光時的接觸力、物體高速運動過程中的稱重和炮彈發射過程時的后座力等信號，這些信號屬于快速時變信號，動態性能較差的傳感器很難跟蹤測量這些信

9、號，因此必須在充分了解傳感器的動態性能后方能選擇合適的傳感器來進行測量。除了優化自身結構、形狀等方法提高動態性能外，一些國內外學者利用動態補償濾波器、遺傳算法、神經網絡算法等智能算法來提高傳感器的動態性能，取得了良好的效果。3.六維力傳感器發展歷程六維力傳感器發展歷程 國外對六維力/力矩傳感器的研究起步較早。國內外學者對六維力傳感器結構都做了大量的研究與改進，目的是提高傳感器的靈敏度和抗過載能力，減少維間耦合誤差，改善動態性能，從而更好地輔助機器人實現智能化控制。6/30 2023 年年 10 月月 14 日日 行業行業|深度深度|研究報告研究報告 4.六維力傳感器在不同領域的應用六維力傳感器

10、在不同領域的應用 六維力測量技術屬于平臺型技術，根據應用場景的環境、載荷、安裝、通訊、算力、動力學特性等需求不同，在不同的應用領域，六維力傳感器的產品形態和技術特點也有較大區別。目前，六維力傳感器主要應用于汽車行業的碰撞測試、輪轂、座椅等零部件測試以及航空航天、生物力學、醫療領域、科研實驗、機器人與自動化等領域。（1）汽車領域汽車領域 在汽車領域，六維力/力矩傳感器被廣泛地用在汽車部件和系統級測試、發動機和動力總成測試、車輛和試驗廠測試、總裝和最終測試。它們在確定新車和部件設計的完整性和優化方面都能發揮重要作用，同時還有助于保證效率、安全性和正確的功能。（2）航空航天領域航空航天領域 航空航天

11、領域是六維力傳感器最早的重要應用領域之一，可用于測量風洞試驗、飛機、衛星、火箭等飛行器各種運動狀態下的六維力信息，通過這些信息，飛行器可以更加準確地感知環境，控制姿態，完成各項任務。隨著航空航天技術的不斷發展和應用的深入，六維力和力矩傳感器還可以用于飛機制造、飛行器著陸和起飛過程的監測、機械臂控制、結構健康監測等領域。六維力傳感器的應用能夠提高航空航天系統的性能、安全性和可靠性。（3）醫療手術和康復領域醫療手術和康復領域 手術機器人的力感知可作為力反饋的依據以提升手術的安全性。根據臨床場景的不同，手術機器人主要分為腔鏡機器人、骨科機器人、穿刺機器人、經自然腔道機器人、泛血管機器人等五類機器人。

12、目前，協作機械臂+六維力傳感器的組合已廣泛應用于血管介入手術機器人、外科手術機器人、醫療檢測機器人及遠程操控機器人等；中國手術機器人行業處于早期發展階段，增長潛力較大。根據 GGII 預計，未來 3-5 年，骨科機器人和泛血管手術機器人將占手術機器人市場的 20%以上。隨著技術的不斷進步和應用的深入，六維力傳感器在醫療領域的應用前景將會更加廣闊，六維力傳感器產品將逐漸成為類似應用場景中的剛需。7/30 2023 年年 10 月月 14 日日 行業行業|深度深度|研究報告研究報告 5.六維力六維力/力矩傳感器是機器人實現柔順化、智能化操作的關鍵傳感設備力矩傳感器是機器人實現柔順化、智能化操作的關

13、鍵傳感設備 柔順控制可解決很多傳統位置控制難以解決的問題柔順控制可解決很多傳統位置控制難以解決的問題，有利于擴展機器人的功能。有利于擴展機器人的功能。在許多交互任務中需要機器人與對象或環境發生接觸，兩者接觸時，會在接觸面之間產生相互作用力，只靠位置控制可能導致很大的誤差。由于采用位置控制的機器人可通過結構化環境的設置，依靠快速、精準的位置控制預設編程完成“固定軌跡”的任務。而在執行接觸任務時，末端執行器與規劃軌跡之間的微小偏差就可能導致機械臂與物體表面脫離接觸或在接觸面上施加過強的壓力；對于機器人的高剛性結構，微小的位置誤差可能會導致非常大的作用力甚至災難性的后果。所以為了實現交互任務，機器人

14、需要表現出柔順性。柔順力控主要是從力傳感器獲得力信號，再將其轉化為機器人的控制信號，使機器人響應此信號而動作。人機協作要以機器人的柔順控制作為前提。人機協作要以機器人的柔順控制作為前提。當與機器人產生交互的外界環境發生改變，機器人應對這種改變產生順應性變化，這就是所謂的柔順性。如讓機器人末端執行器在受到環境擾動時能保持與環境的恒定接觸力，或是機器人順應操作人員施加的外部牽引力，以運動到操作人員期望的位置。柔順控制主要分為主動柔順控制和被動柔順控制。柔順控制主要分為主動柔順控制和被動柔順控制。被動柔順控制主要依靠一些機械裝置（如減震器、彈簧等）使機器人表現出對環境的柔順特性，主動柔順控制依靠控制

15、策略令末端產生需要的剛度、阻尼或力作用以達到柔順的目的。在實際應用中，僅有少數的機器人在與環境接觸中具有非常有限的主動柔順能力。8/30 2023 年年 10 月月 14 日日 行業行業|深度深度|研究報告研究報告 如果只具有位置反饋會難以滿足柔順控制需要，因此在機器人控制中加入力反饋環節勢在必行。機器人力覺傳感器是模仿人類四肢關節功能的機器人獲得實際操作時的大部分力信息的裝置，是機器人主動柔順控制必不可少的，它直接影響機器人的力控制性能。在機器人力控解決方案中，目前應用最為廣泛的力覺傳感器就是六維力傳感器。目前，六維力傳感器主要用于檢測、預防、控制、示教、測量、保護等場景，通常安裝在機器人的

16、底座或者末端，可以提供應用過程中的力交互信息，對于下游客戶而言有效且可靠的數據至關重要。9/30 2023 年年 10 月月 14 日日 行業行業|深度深度|研究報告研究報告 未來，人形機器人力控技術的發展將呈現出多信息融合(觸覺、力覺和視覺等)，主要通過配備(AI、視覺、力覺傳感器等)傳感器得以實現，尤其在手腕、腳踝關節等處更適用六維力矩傳感器，這將為六維力傳感器在人形機器人領域的應用帶來廣闊的發展空間。10/30 2023 年年 10 月月 14 日日 行業行業|深度深度|研究報告研究報告 三、三、力傳感器產業鏈力傳感器產業鏈 力傳感器上游材料供應充足，下游應用領域廣泛。從產業鏈上游來看，

17、根據測量原理的不同，力傳感器上游為半導體材料、金屬材料、有機材料等。目前上游材料的供應商競爭充分，市場供應充足。從產業鏈下游來看，力傳感器是眾多機械和電子設備不可或缺的感知元件，其產業鏈下游應用廣泛，包括汽車電子、通信電子、消費電子、專用設備等多種領域。1.上游：上游：力力傳感器傳感器核心零部件核心零部件 電阻應變式傳感器的靈敏元件主要是應變片，這是一種用來測量物體應變的測試工具。大多數通用力傳感器內部都有應變片。應變片作為電導體牢固地附著在基片上。當基底被拉伸時，應變片將會變長。反之被壓縮時，應變片將會縮短。結果是導致應變片電阻產生變化。這就是應變測量原理，通過應變電阻 11/30 2023

18、 年年 10 月月 14 日日 行業行業|深度深度|研究報告研究報告 產生變換來確定應變大小。為了生產力傳感器，除了應變片外還需要一個彈性體-例如采用不銹鋼等。應變片將牢固地黏貼在彈性體上，二者一起發生形變，因此應變片將產生和彈性體一樣的變形，這將導致電阻產生變化?；菟雇姌蜉敵鲂盘枌⑻峁┻@些變形信息。這樣就可以計算出作用在應變片上的力的大小。這就是力傳感器的工作原理工作原理。應變片和彈性體是力傳感器的主要結構組成和成本組成部分。電阻應變片主要分為以下幾類：絲繞式、短接式、箔式電阻片。其中箔式電阻片是最主要的應變片。（1）應變片）應變片 應變片的核心性能指標是靈敏系數和疲勞壽命，國內外生產的應

19、變片主要技術差異體現于此。一般而言，國內的應變片價格，根據中航電測招股說明書披露的數據計算，大約在幾元左右，而海外進口應變片的價格可達百元以上。應變片的加工工序涉及到光刻及刻蝕工藝，生產工序會影響成品最終的性能。12/30 2023 年年 10 月月 14 日日 行業行業|深度深度|研究報告研究報告（2）彈性體）彈性體 在傳感器的內部有一種元器件叫做彈性體，彈敏元件是傳感器的核心部分，要求彈性元件具有較高的彈性存儲變形功而不產生永久變形。一般優質的彈性體制作的傳感器會具有優良的機械加工、熱處理、抗壓強度等特性。由于受溫度影響較小等特點，適當選擇單性敏感原件和應變計是提高應變傳感器性能的重要途徑

20、。2.力傳感器的生產工藝力傳感器的生產工藝 上面已經提及力傳感器的重要部件包含彈性體和應變片，彈性體制造質量直接影響到傳感器的測試性能指標，因此，彈性體的制造是力傳感器生產的重要環節。力傳感器的生產流程主要包含彈性體加工及后處理工藝。一般而言，力傳感器廠商外購加工好的彈性體及應變片，因此，主要需要完成焊接加工這一環節的工藝，目前六維力傳感器等多維傳感器依然以人工顯微鏡下的手動貼片為主，低端的一維傳感器等，部分企業積極探索自動化生產。3.下游應用：下游應用領域廣泛下游應用：下游應用領域廣泛，根據需求選擇相應準度根據需求選擇相應準度 13/30 2023 年年 10 月月 14 日日 行業行業|深

21、度深度|研究報告研究報告 汽車電子、消費電子、工業制造為力傳感器的主要下游應用。以 MEMS 壓力傳感器為例，汽車電子是第一大下游應用領域，約占我國總市場規模的 47.7%，其次，MEMS 壓力傳感器在消費電子、工業制造、醫療、航空航天領域也有著廣泛應用，2020 年分別占總市場規模的 18.2%、15.9%、13.6%、4.6%。此外，新興市場的迅猛發展也推動了需求的持續擴張，例如：物聯網帶動稱重傳感器需求、以及人形機器人即將帶來的對力覺等傳感器的需求。四、四、力傳感器市場規模及空間力傳感器市場規模及空間 1.力傳感器市場規模超過力傳感器市場規模超過 150 億美元億美元 根據 Modor

22、Intelligence 數據，2020 年力傳感器市場價值為 151.21 億人民幣。根據 Modor Intelligence預測，2026 年力傳感器市場價值將達到 198.49 億人民幣，2021-2026 年預測期間的復合年增長率為4.63%。力傳感器已成為工業機器人的關鍵特性，使它們能夠在完成任務的同時與人類一起安全運行。這些傳感器改進了聯網嵌入式系統的監控和管理。自動化的采用已經改變了全球格局，因為這些傳感器已成為所有自動化設備的關鍵，在所有操作中提供準確性和精度。14/30 2023 年年 10 月月 14 日日 行業行業|深度深度|研究報告研究報告 目前市場上的力傳感器產品組

23、合在產品供應方面非常標準化。盡管市場具有滿足大量應用的潛力，但市場參與者的產品非常有限。2.六維力傳感器市場規模約為六維力傳感器市場規模約為 1.7 億元億元 目前六維力傳感器市場規模尚小，可以預料未來成長性較強?？紤]到六維力傳感器的高技術壁壘及高價值量，當前應用于工業領域需求較小，但伴隨著協作、人形機器人等市場對多維高精度力傳感器需求的不斷提升，看好六維力傳感器長期市場規模的持續放量。據高工機器人產業研究所（GGII）數據顯示，2022 年中國市場六維力傳感器銷量為 8360 套，同比增長 57.97%，機器人行業銷量達 4840 套。若假設六維力傳感器銷售均價為 2 萬元，則 2022 年

24、中國六維力傳感器市場規模約為 1.7 億元。（1）預計預計 2026 年協作機器人領域的六維力傳感器市場規模將達年協作機器人領域的六維力傳感器市場規模將達 6 億元億元 協作機器人工作精度要求高，多維力傳感器賦能提升精細化程度。3C 電子為協作機器人第一大下游應用領域，約占總市場規模的 30.3%；其次，協作機器人在汽車及零部件、機械加工、醫療保健、半導體、鋰電池等領域也有著廣泛應用，分別占總市場規模的 27.2%，10.8%、14.6%、3.6，1.3%。上述領域在機器人的工作精度上都有相當高的要求。在附加多維力傳感器之前，協作機器人無法完成高精度的運動，僅限于完成簡單的任務，如拾取和放置操

25、作等。配置了多維力傳感器后，協作機器人能夠測量其施加的力和力矩的大小，然后調整其施加的力以更好地執行任務或完成更精細的任務，例如去毛刺、精密裝配、拖動示教等。另外，可借助多維力傳感器進行質量檢測和過程監控。15/30 2023 年年 10 月月 14 日日 行業行業|深度深度|研究報告研究報告 預計 2026 年協作機器人領域的六維力傳感器市場規模將達 6 億元。根據高工機器人的預計，2026 年協作機器人銷量將達 6 萬臺；假定 50%的協作機器人需要使用六維力傳感器，六維力傳感器單價約為 2 萬元，則 2026 年協作機器人領域的六維力傳感器市場規模將達 6 億元。（2）人形機器人需要人形

26、機器人需要 4 個六維力傳感器個六維力傳感器，分布在腕部和踝部分布在腕部和踝部 為實現對人手的模仿，人形機器人需要精準測量手關節的受力情況。由于手關節的執行器工作過程中的力臂較大且隨機變化，一、三維力傳感器不能滿足需求，所以一般機器人腕部采用六維力傳感器。人形機器人在行走過程中，需要測量落腳時所受的力和力矩，以控制機器人的身體姿態并維持平衡，因此需要在兩個腳踝處安裝六維力傳感器。根據以下假設，對六維力傳感器在人形機器人不同銷量下的潛在市場空間進行了測算：1）每臺人形機器人在手腕、腳腕處共使用 4 個六維力傳感器；2）六維力傳感器單價隨量產進程逐年下降。當前六維力傳感器單價約 2 萬元，根據預測

27、，人形機器人銷量 10 萬臺時，單價假設為 5,000 元；銷量 50 萬臺時，單價假設為 4000 元；銷量達到 100 萬臺時，單價假設為 2500 元。根據以上假設，在人形機器人銷量分別為 10/50/100 萬臺時，六維力傳感器市場規模分別為20/80/100 億元。人形機器人早期量產節奏存在不確定性，目前尚處于探索期。預計一旦量產，人形機器人發展將進入快車道，且六維力傳感器單價將隨之迅速下降，增長前景廣闊。16/30 2023 年年 10 月月 14 日日行業行業|深度深度|研究報告研究報告 五、力傳感器競爭栺局五、力傳感器競爭栺局 1.從市場競爭栺局來看，傳感器國產化率已達從市場競

28、爭栺局來看，傳感器國產化率已達 40%，六維力傳感器國產化近，六維力傳感器國產化近 80%。根據華經產業院數據，我國傳感器國產化率已達 40%。在技術壁壘較高的六維力傳感器力傳感器領域，國產化趨勢更加明顯。據高工機器人統計，2022 年中國協作機器人領域六維力傳感器國產化率近 80%，出貨量 TOP1 為國內企業坤維科技坤維科技，市場份額占比超過 50%；TOP2 為國際龍頭 ATI，TOP3-5 為分別為藍點觸控、宇立儀器、鑫精誠藍點觸控、宇立儀器、鑫精誠，均為國內企業。2.性能對標國際龍頭，價栺優勢推動國產替代性能對標國際龍頭，價栺優勢推動國產替代六維力傳感器國際龍頭 ATI 目前的高精度

29、產品準度為 0.5%。借助自主研發的六維聯合加載標定設備，國內坤維科技坤維科技亦可生產準度高于 0.5%六維力傳感器，這一精度可滿足絕大多數服務業、精密工業、醫療領域用途。其余國內企業，如藍點觸控、宇立儀器、鑫精誠藍點觸控、宇立儀器、鑫精誠等，產品準度亦可達到 1%-3%，可應用于對準度要求相對較低的領域。國內企業生產的六維力傳感器單價僅為約 2 萬元，而 ATI 生產的可比產品價格一般在 4 萬元以上，國產品牌成本優勢顯著，有望加速推動國產替代。3.國內企業在技術、品牌方面與外企仍有差距國內企業在技術、品牌方面與外企仍有差距以常見的應變式傳感器為例，目前競爭的阻力主要體現下面幾個方面：（1）

30、技術壁壘）技術壁壘應變式傳感器產品屬于多學科交叉、技術密集的高技術產品，其設計與制造技術是集力學、材料學、計量測試、機械、電子、計算機技術為一體的綜合技術，尤其對應力應變分析技術的理論知識、當前新技術和新材料的運用有很高要求。歐美企業占據先發優勢，多輪技術迭代積累。1942 年，美國 BLH 公司開始應變式傳感器的生產，至今已經有 70 余年的歷史，期間經歷了不斷的改進與創新。從 20 世紀 40-60 年代利用拉伸、壓縮、彎曲應力的正應力結構負荷傳感器，經過 70 年代的切應力、平行梁結構與正應力結構稱重傳感器、80 年代中期以前的模擬應變式傳感器，發展到如今數字式和模擬式傳感器共存的格局。

31、期間，金屬箔式電阻應變計的研制成功及負荷傳感器電路補償與調整工藝的成熟都大大提高了傳感器產品的準確性和穩定性。17/30 2023 年年 10 月月 14 日日 行業行業|深度深度|研究報告研究報告 相比之下，國內應變式傳感器的研制與生產起步較晚，60 年代僅有幾個廠家生產普通精度等級的應變式傳感器，且產品結構單一。80 年代初，我國從美、日等國引進應變式負荷傳感器制造技術與工藝裝備，進行學習、消化吸收，經過仿制和試生產后，才開始多品種小批量生產并推向市場。（2）品牌壁）品牌壁壘壘 傳感器元件決定了控制系統的精確程度，下游客戶對產品精度和穩定性要求較高。為確保品質合格，下游客戶采用新傳感器前需

32、要經過復雜的測試和認證，這一過程耗時長、費用高。在冶金、化工、核電設備、油氣等領域，下游用戶對傳感器質量要求更為嚴格，對相關產品以往的安全、穩定使用業績有著明確要求，通常不會選用沒有使用記錄的產品。因此，傳感器安全使用歷史業績和品牌聲譽的要求為新企業、新產品進入市場形成了較高壁壘。4.但國內企業亦具備人力成本、政府扶持等優勢但國內企業亦具備人力成本、政府扶持等優勢（1）人力成本人力成本 力傳感器生產線中尚有較多環節無法實現自動化，需要人工操作。盡管最近數十年歐美國家在力傳感器的生產流程上進行了不斷的自動化試驗和嘗試，但在產品生產的貼片、溫度補償、測試等核心環節，目前國內外技術條件下仍然必須由人

33、工完成，距離生產過程全自動化還存在很多困難。這一特點客觀上決定了我國在力傳感器的生產上有著明顯的人力成本優勢。18/30 2023 年年 10 月月 14 日日 行業行業|深度深度|研究報告研究報告（2）政策扶持政策扶持 國際競爭環境日益激烈，國家戰略支持重大技術裝備國產化節奏加快。自“增強制造業核心競爭力”2022年首次被寫入政府工作報告后，推進重大技術裝備國產化、推進關鍵零部件國產化是落實國家戰略的需要，也是中國高端制造業“走出去”的重要突破點；黨的二十大報告指出“著力提升產業鏈供應鏈韌性和安全水平”，即重在補鏈、強鏈、組鏈和造鏈，其中所謂“補鏈”即補齊短板，聚焦被“卡脖子”的關鍵行業、核

34、心技術，圍繞核心基礎零部件與基礎制造工藝等，在關系國家安全的領域和節點確保自主可控。力傳感器作為多項重要下游領域關鍵零部件，國產制造商正處于布局加速階段，定位高端以及新興應用領域，如新能源汽車、人形機器人等。六、六、力傳感器相關公司力傳感器相關公司 1.國際國際 （1）美國美國 ATI 美國 ATI Industrial Automation 是世界領先的機器人零部件供應商。ATI 成立于 1989 年，總部位于美國北卡萊羅納，生產基地位于美國和中國，銷售和服務組織遍布全球。ATI 始終致力于機器人零部件制造，主要產品有：自動工具快換裝置、多維力傳感器、順從介質連接器、手工換槍機構、伺服設備、

35、材料去除工具、機器人防碰撞傳感器等。主要涉及的下游產業包括機器人、航空航天、生物醫藥、自動化、電子、學術科研、核工程等。2021 年 ATI 被 Novanta 以 2.24 億美元收購。ATI 的六維力傳感器市場占有率，產銷量都占據全球領先地位。2021 年，ATI 營業收入約 7000 萬美元?，F有六維力傳感器產品包括：Axia 系列，Nano 系列，Mini 系列，Gamma 系列，Delta 系列，Omega系列等，亦可依據客戶需求定制，量程從 32N-40000N，3Nm-6000Nm 不等，可覆蓋六維力傳感器絕大多數應用場景。19/30 2023 年年 10 月月 14 日日行業行

36、業|深度深度|研究報告研究報告 ATI 的領先地位主要來源于技術優勢和聲譽積累：ATI 的六維力傳感器采用應變原理，使用高靈敏度硅應變片。行業內大多數企業采用金屬箔式應變片，相比之下，ATI 采用的硅應變片信噪比更高，穩定性更強。從指標上看，ATI 的技術優勢主要體現在穩定性、精度、過載保護能力等。行業內大多數產品準度在 2%-5%，ATI 產品 Delta 系列高端產品準度可達 0.5%，Axia 高性價比系列準度亦可達到 2%，高于業內常規水平。ATI 與國際龍頭企業長期、廣泛合作。ATI 為 Kuka、ABB、安川等協作機器人廠商提供六維力傳感器，為 Fanuc 定制了專屬 Fanuc-

37、Ready 系列六維力傳感器，為 NAVECO、長城、長安、吉利、通用、福特、戴姆勒、本田、豐田、日產、雷諾等汽車廠商提供工具快換裝置。ATI 產品長期以來的高質量和穩定性贏得了下游市場的充分信任。（2）丹麥）丹麥 OnRobot丹麥 OnRobot 是電動夾爪行業的國際領先企業。OnRobot 由四家機器人公司合并而來，分別是制造機器夾爪的 Perception Robotics，制造機器人力/扭矩傳感器的 OptoForce，制造電動夾持器的 OnRobot、制造雙真空夾持器的 Purple Robotics。2020 年，公司進軍機器視覺領域，推出 2.5D 機器視覺系統OnRobotE

38、yes。2022 年，公司創立 D：PLOY，行業內首個自動化平臺，實現了機器人應用部署和運行過程的自動化，讓用戶可以在零編程和零模擬的基礎上，將應用直接部署到制造車間。20/30 2023 年年 10 月月 14 日日 行業行業|深度深度|研究報告研究報告 OnRobot 產品譜系完整，涵蓋機器人所需的多種工具和軟件。產品系列主要包括：電動、真空和磁性夾爪、Gecko 夾持技術、力/扭矩傳感器、2.5D 視覺系統、Screwdriver、Sander 和工具更換器。產品下游應用領域包括：機床管理、材料搬運，材料移除、質量檢測、機械裝配等。OnRobot 六維力傳感器的市場地位來源于廣泛的適配

39、性。OnRobot 六維力傳感器 HEX-HQC 準度為 5%，處于業內平均水平，并不具有顯著的技術優勢。OnRobot 主要憑借對各大機器人廠商的產品適配性以拓展六維力傳感器的銷量。HEX-HQC 系列可兼容 ABB、Fanuc，Kuka，Omron，UR 等知名品牌協作機器人，即插即用設計大幅降低了廠商的更換成本和時間成本。此外，OnRobot 所生產的協作抓取機械臂、堆垛平臺等產品也內置了 HEX-HQC 六維力傳感器。2.國內國內 多維力矩傳感器相比于單軸力矩傳感器技術壁壘較高，多維力傳感器不僅要解決對所測力分量敏感的單調性和統一性難題外，也要解決因結構加工和工藝偏差引起的維間（軸間）

40、擾亂難題、動靜態標定難題以及矢量運算中的解耦算法和電路實現等。業內比較知名的企業包括宇立儀器、坤維科技、昊志機電、宇立儀器、坤維科技、昊志機電、柯力傳感、漢威科技、中航電測柯力傳感、漢威科技、中航電測等。21/30 2023 年年 10 月月 14 日日行業行業|深度深度|研究報告研究報告（1）宇立儀器）宇立儀器宇立儀器（SRI）是全球先進的六軸力傳感器和智能力控打磨廠商。公司集研發、生產為一體的技術密集型企業，公司主營多軸力傳感器、力控打磨設備和汽車測試設備，圍繞力測量和力控制，為全球客戶提供系列化的解決方案。多軸力傳感器包括六維力傳感器、三維力傳感器、一維力傳感器和關節扭矩傳感器。力控打磨

41、設備包括 iGrinder 智能浮動力控、力控打磨工具和成套的機器人智能打磨設備。汽車測試設備包括汽車耐久測試力傳感器、汽車碰撞假人力傳感器、碰撞力墻和輔助駕駛測試系統 ADAS。22/30 2023 年年 10 月月 14 日日 行業行業|深度深度|研究報告研究報告 公司擁有 27 項專利，取得了 ISO9001 質量體系認證和 CNAS 實驗室認證。SRI 擁有 30 多年傳感器設計和力控經驗，100%自主研發及生產技術，傳感器型號超過 500 種，實際應用超過 2000 例，60000多 SRI 傳感器全球服務進行中。SRI 的客戶涵蓋汽車安全、汽車耐久、機器人自動化和醫療等領域，包括全

42、球大部分汽車企業、美敦力(Medtronic)、ABB、KUKA、YASKAWA、富士康、Kistler、Magna、以及清華、北大、哈工大、北理工、中科院、帝國理工、東京大學、密歇根大學、米蘭理工、新加坡國立大學、卡內基梅隆大學等全球各大高校、研究所等。公司客戶遍布世界各地，涵蓋汽車、機器人自動化和醫療等領域，典型客戶包括全球大部分汽車企業、美敦力 Medtronic、ABB、KUKA、YASKAWA 和高校研究所等。（2）坤維科技坤維科技 常州坤維傳感科技有限公司成立于 2018 年，是一家致力于提供高精度力覺傳感器（六軸力傳感器）及力控解決方案的企業。公司主營智能力覺傳感器的研發、制造、

43、銷售、及技術推廣，開發面向機器人及其他智能裝備行業的力覺傳感器產品，為機器人及其它智能裝備、工業過程監控、產品質量檢測、科研測試測量等領域提供力覺測量解決方案及相關產品。23/30 2023 年年 10 月月 14 日日行業行業|深度深度|研究報告研究報告 公司六維力傳感器產品豐富，適應高復雜度工作。公司六維力傳感器產品豐富，適應高復雜度工作。坤維科技六維力傳感器，可用于實時測量機器人腕部所受到的力，并實現主動力輸出控制，相當于人類的感官神經。在進行高復雜度工作，以及限制性作業、協調作業等方面，是一種特別重要的傳感器，不僅能提高企業生產的柔性，還大大降低了因更換產品生產線導致的機器人再編程成本

44、。其中，在曲面恒力打磨應用中，基于坤維六維力傳感器的打磨，可以確保打磨過程中正壓力和磨削力的恒定，通過力覺反饋可以實現復雜的曲面打磨路徑的自適應，避免了曲面路徑編程的繁瑣工作。目前，坤維科技已與節卡、遨博、睿爾曼、越疆、思靈、大族、法奧等國內協作機器人著名廠商開展了深度合作。公司創始團隊全部來自于國內航天科研機構，從事多軸力傳感器研發及應用 15 余年。團隊掌握力覺測量核心技術，具備相關產品的自主知識產權。在多軸力測量領域有大量的工程實踐經驗，可為客戶提供包括傳感器訂制、結構/傳感一體化設計、數據采集、現場測試等完整的全套解決方案。（3）昊志機電）昊志機電廣州市昊志機電股份有限公司成立于 20

45、06 年，是一家專業從事中高端數控機床、機器人、新能源汽車核心功能部件等的研發設計、生產制造、銷售與維修服務的國家高新技術企業，于 2016 年在創業板上市。昊志機電秉承“立足自主技術創新、服務全球先進制造”的發展戰略，逐步發展成為國內外主軸專業領域中研產銷規模最大的企業之一，電主軸領域全球市場占有率第一，公司立足主軸行業，借助在研發、制造、客戶、品牌等方面的積累，穩步向數控機床和工業機器人等高端裝備的核心功能部件領域橫向擴張，目前產品涵蓋 PCB 鉆孔機/成型機/劃片機電主軸、數控金屬/玻璃雕銑機電主軸、數控車床主軸/電主軸、走芯車床電主軸、直結與皮帶式機械主軸、加工中心電主軸、鉆攻中心電主

46、軸、高速內/外圓磨床主軸、木工雕銑機電主軸、高光及超精加工電主軸、超聲波電主軸、液靜壓主軸、銑削動力頭、末端執行機構、刀柄夾頭、數控轉臺、直線電機、諧波減速器、數控系統、伺服電機、驅動器、傳感器、燃料電池壓縮機、曝氣鼓風機、直驅類高速風機等數十個系列上百種產品。24/30 2023 年年 10 月月 14 日日 行業行業|深度深度|研究報告研究報告 昊志機電擁有一批經驗豐富、銳意創新的科技型人才隊伍，研發人員 380 余人，研究生占比 12.15%，具備優異的創新水平、研發實力和競爭力，近三年平均研發投入占營收比重的 8%以上，截止 2021 年12 月 31 日，公司及境內子公司合計擁有專利

47、 514 項，公司收購的 Infranor 集團擁有主要專利共計 55項。公司具備完善、齊全的各類高端實驗室，包括：理化實驗室、軸承實驗室、測量實驗室、電機實驗室、綜合性能實驗室、切削實驗室、直線電機實驗室、減速機實驗室等。昊志機電以成為世界頂級裝備核心功能部件設計、制造公司為愿景，致力于助力全球先進裝備制造、提升人類良好體驗而奮斗不止。（4）柯力傳感柯力傳感 寧波柯力傳感科技股份有限公司是目前全球稱重領域物聯網研發與推廣應用的主要引領者之一，也是中國重要的稱重元件制造及銷售企業之一和工業物聯網產業開拓者之一。公司主營業務為研制、生產和銷售應變式傳感器、儀表等元器件；提供系統集成及干粉砂漿第三

48、方系統服務、不停車檢測系統、無人值守一卡通智能稱重系統、制造業人工智能系統、企業數字化建設軟件開發服務、移動資產管理系統、物流分揀系統等。應變式傳感器是公司的核心產品。公司為國內應變式傳感器龍頭，市場規模約 25%。根據研發實力、技術水平及生產規模等評價標準，全球應變式傳感器行業競爭格局主要分為三大梯隊，第一梯隊主要以美國威世測量集團（Vishay）、德國HBM 公司等跨國公司為主，而柯力傳感作為國內應變式傳感器領域的龍頭企業，深耕應變式傳感器行25/30 2023 年年 10 月月 14 日日行業行業|深度深度|研究報告研究報告 業數十年，是第二梯隊的代表，在細分市場、產品價格及下游應用等方

49、面具有一定優勢。根據觀研天下數據中心整理數據，在當前國內應變式傳感器市場中，柯力傳感市場份額達 25%。公司推進傳感器和物聯網戰略投資，加快集團化賦能。目前公司全面推進“一個智能傳感器大腦+十大多物理量傳感器+十大工業物聯網應用場景+五大工業物聯網平臺建設”的“1+10+10+5”主線方向。在協同發展多類型傳感器的同時推進十大物聯網事業部的齊頭并進，包括不停車檢測（一部）、料罐租賃及建機（二部）等。公司堅持“從傳感器走向工業物聯網”、“從企業走向產業園區平臺”、“從集團內循環走向產業大腦”三大走向，根植浙江寧波，采取集團化管控模式，投資子公司 32 家，建立寧波、深圳、鄭州三大投資中心，實現每

50、年主業控股型 2-3 家，參股 3-4 家，儲備好十五個以上項目，完成投資總額 3-4億的投資節奏，全力推進產業投資戰略布局，加快集團化賦能。公司應變式傳感器業務營收占比較高，營收穩步增長。2017-2022 年，公司應變式傳感器業務營收占比分別為 65.6%/63.3%/62.0%/56.4%/52.3%，占比情況呈下降趨勢，但總體保持高位，為公司營收的主要來源。近年來，系統集成產品、儀表、干粉砂漿第三方服務等業務收入占比總體較為穩定。近年來，公司營業收入持續穩步提升，2022 年營業總收入達 10.61 億元，同比增長 2.8%。26/30 2023 年年 10 月月 14 日日 行業行業

51、|深度深度|研究報告研究報告 2017-2022 年，柯力傳感歸母凈利潤持續增長，2022 年凈利潤為 2.60 億元，同比增長 3.6%。近年來，其毛利率與凈利率較為穩定，始終維持在較高水平。其中在 2022 年，毛利率與凈利率水平分別為40.2%/26.0%。公司 NJ-J,NJ-K 兩款扭矩傳感器或可應用于機器人，另有其他傳感器正在研發/小批量試制中。機器人傳感器是一種能把機器人目標物特性變換為電量輸出的裝置。機器人通過傳感器實現類似人類知覺作用，一般可分為觸覺(含把握力、荷重、壓力、多維力、力矩、滑動)、接近覺(接近、間隔、移動)、視覺(位移，圖像，測距)、聽覺(超聲波，麥克風)、味波

52、(氣體，射線)、味覺(離子敏感器，PH 計)。目前柯力已有測重測力、靜態扭矩、二維力、三維力、六維力等傳感器，尤其是 NJ-J,NJ-K 兩款扭矩傳感器或可應用于機器人。目前，公司正在進行整體傳感器市場調研，積極落地多維力或者機器人傳感器的投資項目，有進入機器人力矩傳感器市場的潛力。（5）漢威科技漢威科技 公司公司主營氣體傳感器產品主營氣體傳感器產品，產銷量位居國內前列。產銷量位居國內前列。公司是國內領先、國際知名的氣體傳感器制造商，作為國內最早能夠生產六大門類氣體傳感器的企業，現已打造出包含芯片設計、敏感材料、制造工藝、封測技術等全流程的傳感器核心技術平臺，掌握厚膜、薄膜、MEMS、陶瓷等核

53、心工藝，能夠生產的主流氣體傳感器產品上百種，涵蓋催化燃燒類、厚膜印刷半導體類、電化學類、紅外光學（含激光）類、MEMS 工藝類等全球主流氣體傳感器技術，產銷量位居國內前列。在賽迪顧問 2022 年氣體傳感器十大企業報告，依據業務規模、創新能力、應用領域三大指標及十余項二級指標評分后，漢威科技公司穩居第一名。據 Yole 統計數據，2020 年漢威科技與子公司煒盛科技的氣體傳感器在全球市占率約為 4%，與此同時，國際市場上其他中國氣體傳感器廠商的總市占率在 1%以內。27/30 2023 年年 10 月月 14 日日 行業行業|深度深度|研究報告研究報告 公司始終堅持創新驅動，不斷拓展業務領域。

54、作為綜合傳感器制造商，漢威科技持續深耕傳感器技術，橫向拓寬壓力、流量、紅外、溫濕度、加速度、振動等多門類傳感器。2022 年，公司在傳統可燃氣體檢測方面，完成了 MEMS 氫氣、甲烷等可燃氣體傳感器的開發及量產、商業、民用等領域甲烷丙烷雙氣兼容的催化可燃氣體傳感器的研發。在工商業氣體檢測方面，完成了滿足 EN 標準的民用 CO 檢測用MEs-CO 燃料電池型電化學傳感器的研發并進行量產；完成 MEu-O2 無鉛氧傳感器的研發，實現氧氣傳感器無鉛化的升級，并實現批量銷售。在車載領域，公司完成了二氧化碳、大氣壓力檢測、粉塵檢測、空氣質量檢測模組、氫氣泄漏檢測、電導率儀、溫度傳感器、電池安全監測、酒

55、精監測等應用方案及核心器件的自研自產，并通過相應車規級可靠性驗證。在醫療領域，呼吸機用流量傳感器性能結構升級，同時完成了制氧機用超聲氧氣傳感器、EtCO2 傳感器、碳 13 檢測用硒化鉛光電傳感器等開發。28/30 2023 年年 10 月月 14 日日行業行業|深度深度|研究報告研究報告 物聯網解決方案營收占比較高，傳感器業務有望持續擴大。物聯網解決方案營收占比較高，傳感器業務有望持續擴大。2018-2022 年，公司物聯網綜合解決方案業務營收占比始終較高，2022 年占總營收 24.8%。2022 年主要受到疫情影響，物聯網綜合解決方案和公共事業服務業務收入占比均有所下降。公司儀器儀表業務

56、營收占比呈上升趨勢，2022 年占比達到39.8%。傳感器業務發展持續穩健，2018-2022 年占比分別為 10.3%/9.4%/16.3%/12.0%/11.4%，有望持續擴大。公司營收持續穩步提升，2020 年后凈利潤持續增長。2017-2022 年，公司營業總收入持續穩步增長，2022 年實現營收 23.95 億元，同比增長 3.4%；2022 年歸母凈利潤達 2.76 億元，同比增長 4.9%。2018 年，由于公司遵循謹慎性原則，對商譽進行了減值測試，計提商譽減值準備 5554.93 萬元，導致歸母凈利潤顯著下降；2019 年，公司再次計提商譽減值準備約 2.23 億元，導致歸母凈

57、利潤下降為負。但在 2020 年，公司實現扭虧為盈，近年來歸母凈利潤持續穩步增長。盈利水平較為平穩，毛利率與凈利率略微下降。2022 年，公司毛利率為 28.4%，凈利率為 11.5%，相較于去年均有略微下降，但自 2020 以來，公司盈利水平整體較為穩定。募集資金 6 億新建產業線，持續提高傳感器核心競爭力。2020 年 8 月公司擬向特定對象發行股票 10 億元，主要用于“MEMS 傳感器封測產線建設”，“新建年產 150 萬只氣體傳感器生產線”，“新建年產 19 萬臺智能儀器儀表生產線”，“智能環保設備及系統生產線建設”，“物聯網系統測試驗證中心建設”等。其中，智能環保設備及系統生產線建

58、設完成后，公司將新增 3000 臺智能環保設備；MEMS 傳感器封測產線建成達產后，預計新增 3820 萬支 MEMS 傳感器產能。2021 年 8 月，公司完成定增募資，實際募集資金6 億元，MEMS 傳感器封測產線建設項目預計 2024 年末建成，新建年產 150 萬只氣體傳感器生產線預計 2024 年 Q3 末建成。項目預計在 T3 年達產率為 50%，T4 年達產率為 70%，從 T5 年開始產能達到100%。29/30 2023 年年 10 月月 14 日日行業行業|深度深度|研究報告研究報告 子公司能斯達研發柔性壓力傳感器，擁有自主知識產權，可實現完全國產替代。子公司能斯達研發柔性

59、壓力傳感器，擁有自主知識產權，可實現完全國產替代。公司控股子公司蘇州能斯達積極拓展柔性微納傳感器的應用場景，形成了擁有自主知識產權的多品種、多量程的柔性微納傳感器等核心能力，其柔性微納傳感技術水平及產業化程度國內領先，可實現國產化完全替代。柔性微納傳感器已在智能機器人領域有明確的應用，并與小米科技、九號科技、科大訊飛、深圳科易機器人等積極開展業務合作。2022 年，蘇州能斯達訂單飽滿，獲得 1000 萬增資用以擴充產能。30/30 2023 年年 10 月月 14 日日行業行業|深度深度|研究報告研究報告 七、參考研報七、參考研報 1.財通證券-機械設備行業力傳感器深度研究報告：力傳感器是力控

60、的關鍵部件，國內企業正逐步替代外資2.安信證券-機械行業力傳感器專題：機器人系列報告八，智能時代感知系統核心元件3.華泰證券-柯力傳感-603662-力傳感器企業再出發，平臺化轉型4.華安證券-康斯特-300445-校準測試龍頭，高性能 MEMS 壓力傳感器、SaaS 云平臺打開成長空間5.德邦證券-敏芯股份-688286-Q2 營收同環比高增，積極拓展壓力傳感器6.開源證券-康斯特-300445-公司信息更新報告：2023H1 業績符合預期，高端 MEMS 壓力傳感器已進入逐步使用階段7.民生證券-機器人行業人形機器人零部件專題報告：力傳感器，機器人高精度力控方案核心部件8.開源證券-康斯特-300445-公司首次覆蓋報告：高精度 MEMS 壓力傳感器打破海外壟斷，量產在即，成長可期9.國泰君安-產業深度：機器人產業深度（五），機器人的觸覺六維力矩傳感器免責聲明：以上內容僅供學習交流，不構成投資建議。