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在机器人的核心组件中，传感器扮演着至关重要的角色，它是实现力量控制和稳定操作的关键。传感器能够精确地测量不断变化的力，其重要性仅次于关键模块。

其中，力传感器在人形机器人的关节和肢体末端发挥着关键作用，使机器人能够感知力学信号，其成本约占机器人总成本的15%。

在众多类型的传感器中，六维力传感器以其卓越的性能和较大的降本潜力而脱颖而出，成为主流选择，主要适用于对柔顺控制要求更高的手腕和脚踝部位。

目前六维力/力矩传感器的市场规模相对较小，尚未形成显著的规模效应，但发展前景十分广阔。根据GGII的数据，2022年中国六维力/力矩传感器的销量达到了8360套，同比增长57.97%。其中，机器人行业的销量达到了4840套，同比增长了62.58%。预计到2027年，中国六维力/力矩传感器的销量有望突破84000套，复合增长率将超过60%，其中机器人行业的销量有望突破42000套。

随着人形机器人对传感器需求的不断增加，以及多种技术路线的不断完善、产品价格的下降以及国产化率的提升，六维力传感器行业有望进入高速增长阶段，产业链有望迎来巨大的商业机遇和发展空间。

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六维力传感器：维度最高的力传感器

与低维度的力传感器相比，六维力传感器不仅在技术实现上更具挑战性，而且在使用过程中也更为复杂。

对于机器人产业链的智能化装配以及其他高精度应用场景来说，具有不可替代的重要性。

六维力扭矩传感器，也被称为六轴力传感器、六分力传感器（或六分力天平）以及FT传感器，是一种能够在施加力和扭矩的同时测量各个轴向力和扭矩的先进设备。其工作原理是通过创建、测量和记录信号，将这些信号作为人机交互中的反馈信号，从而实现对力和扭矩的精确控制。

在力控牵引过程中，六维力传感器所测量的力或力矩不仅受到外部作用力或力矩的影响，还与传感器自身的位置和姿态密切相关。

随着机械臂的运动，六维力传感器的姿态也在不断变化，这导致测量到的力不仅包含了实际的外部输入力，还可能包含了传感器的零点偏差、由螺钉紧固产生的力以及传感器和末端负载的联合重力、重心偏移等多种因素。

六维力传感器的独特之处在于它能够检测空间坐标系中X、Y、Z三个方向上的力和力矩，从而提供物体在三维空间中完整的力觉信息。这使得它在需要高精度力控的领域中具有广泛的应用前景。

此外，根据六维力传感器感力器件的差异，可以分为应变式（也称为电阻式）、光学式以及电容/压电式力矩传感器。这种传感器通常由几个关键部件构成，包括弹性体、应变片、电桥、信号调理器和输出接口，其中弹性体和应变片是其核心部分。

大多数六维力传感器采用应变片结构，这种结构不仅精度高，而且测量范围广泛。在工作原理上，当有力作用于传感器时，弹性体会将受到的力和力矩转化为应变。接着，应变片会检测到这些应变情况，并通过电桥将应变信号转换为电信号。此后，信号调理器会对这些电信号进行进一步处理，最终通过输出接口输出。

六维力传感器具有体积小、结构紧凑、成本低廉等诸多优点。其内部结构精巧，包括外圈法兰、中心台、浮动梁和应变梁等部件，这些部件共同协作，确保了传感器的高精度和高可靠性。

六维力传感器示意图：

从应用领域来看，六维力矩传感器在多个领域中有着广泛的应用，其中最常见的包括抛光、组装、研磨、质量测试以及机器人辅助手术等。

在这些应用场景中，六维力矩传感器通常被安装在机器人与手臂末端工具之间的关键位置。通过这样做，传感器能够精确地测量和反馈机器人在执行这些精细操作时所受到的力和力矩，从而确保操作的准确性、稳定性和安全性。

六维力传感器市场竞争格局和龙头梳理

从全球市场格局来看，当前国内外六维力传感器发展差距较大，主要原因在于其制造过程中的技术难度较高。

六维力/力矩传感器的技术开发和工艺成本之间的平衡难以达成，应变片材料的配方也较为复杂，同时如何将应变片精确地贴合到弹性体上也是一大技术挑战。

目前，六维力传感器生产商的第一梯队仍以国外厂商为主，如美国的Vishay、德国的HBM和日本的NMB等，这些厂商在量产数量和技术水平上均处于领先地位。

国内厂商在六维力传感器的部分细分市场中已经取得了较大进展，且新的参与者也在不断涌现。由于该行业技术壁垒较高，真正具备大规模供应能力的厂商仍然相对有限。

产业链上下游主要布局厂商包括坤维科技、宇立仪器、鑫精诚、柯力传感、海伯森、蓝点触控、神源生智能、瑞尔特测控等。

根据GGII的数据，在协作机器人这一细分市场中，2022年坤维科技、蓝点触控和宇立仪器位列国产厂商前三名，其中坤维科技的出货量超过了国际知名品牌ATI。#机器人##人形机器人##工业机器人##传感器##文章首发挑战赛#

在国内的代表性厂商中，坤维科技凭借其先进的技术和广泛的应用经验，已在多个领域实现了成熟运用。目前，该公司的业务布局主要涵盖了机器力觉、工业/测试、运动/康复以及风洞天平等四大行业。

宇立仪器则是以汽车碰撞假人领域为基础起家，自2010年起，该公司开始进军机器人行业。随后，宇立仪器成功进入ABB全球供应链。宇立仪器已形成了包括多维力传感器、力控打磨设备和汽车测试设备在内的完整产品线。

柯力传感最初以称重传感器为主打产品，后来成功转型升级为物联网解决方案供应商。目前，柯力传感的产品线已经扩展到了测重测力、静态扭矩、二维力、三维力以及六维力等多个类型的传感器，为不同行业提供了多样化的测量和控制解决方案。

结语

总体而言，尽管国内六维力传感器市场已经有所发展，但其市场基数相对仍然偏小，尚未形成显著的规模效应。未来，该市场的高增长潜力将主要受到几个因素的催化，包括国内厂商不断完善产品矩阵、降低产品成本以及提升国产化率等。这些因素有望共同推动国内六维力传感器市场实现快速增长，进一步提升其在全球市场中的竞争力。

此外，六维力传感器产业的发展需要整个产业链的协同合作，包括原材料供应、生产加工、产品销售等各个环节。通过加强技术创新、市场需求拓展和产业链协同等多方面的努力，国内六维力传感器市场有望实现快速增长，并在全球市场中占据重要地位。

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