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力傳感器是力控的關鍵部件，六維力傳感器測量最為全面精準

1.1 六維力傳感器是維度最高的力覺傳感器

力覺傳感器，顧名思義就是感知并度量力的傳感器。按照測量維度，力覺傳感器 可以分為一至六維力傳感器。能測幾個維度，它就是幾維力傳感器。最常見的是 一維、三維和六維力傳感器，二維和五維的力傳感器較少。

（1） 一維力傳感器：如果力的方向和作用點是固定的，此時可以選擇用一維 力傳感器進行測量。我們可以通過安裝定位，使被測量力 F 的方向完全 與標定坐標軸（OZ 軸）重合，這樣就可以對力進行精確測量。代表產(chǎn)品 有稱重傳感器、壓力傳感器等。當力的方向與傳感器的測量軸線平行但 不重合，此時傳感器的測量結果將會出現(xiàn)較大的誤差。

（2） 三維力傳感器：如果力 F 的作用點 P 始終與傳感器的標定參考點 O 保持 重合，力 F 的方向在三維空間中隨機變化，那么用三維力傳感就能完成 測量任務。因為被測量的力可以分解為三維力傳感器標定坐標系下的三 個正交分量（Fx、Fy、Fz），三維力傳感器的三個測量單元可以分別對 其進行測量。當力的作用點遠離傳感器，這個力在經(jīng)過正交分解并平移 至三維力傳感器的校準中心后，傳感器既要承受力 Fx/Fy/Fz 三分量的作 用，又要承受 Mx/My/Mz 三個彎矩的作用，這種情況下，三維力傳感器 的測量結果將會出現(xiàn)較大偏差。

（3） 六維力傳感器：如果力的方向和作用點都在三維空間內(nèi)隨機變化，此時 應該選擇用六維力傳感器進行測量。因為空間中任意作用點上的力可以 在六維力傳感器的標定坐標系內(nèi)，分解為沿標定坐標軸的三方向分力 （FX、FY、FZ）和繞標定坐標軸的三方向力矩（MX、MY、MZ）。這 類傳感器更適用于參考點的距離較遠，且隨機變化情景，測量精度要求 較高。

六維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(nèi)的三個力（FX、FY、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(nèi)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(jù)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。基于壓電、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(yōu)點和適用范圍，隨著相關研究的不斷深入，不同測量機理的傳感器將會發(fā)揮自身優(yōu)勢被應用到各種場 合，進而推動六維力傳感器向多元化方向發(fā)展。

經(jīng)過對穩(wěn)定性、剛度、動態(tài)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(yōu)異。硅應變片的穩(wěn)定性、信噪比、動態(tài)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(yōu)，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。

六維力/力矩傳感器的研發(fā)難度非常大。它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(shù)據(jù)處理的實時性，再加之六維聯(lián)合加載標定的復雜性 ，六維 力傳感器的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術問題：全方位機械過載保護和動態(tài)性能。機械 過載保護是指作用到傳感器的力超過某一數(shù)值時，為避免傳感器損壞而增加的一 種附屬結構。國內(nèi)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(chǎn)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(chǎn)品仍有難度。傳感器性能指標包括靜態(tài)性能指標和動 態(tài)性能指標。在實際的力測量過程中，被測信號大多是動態(tài)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(fā)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(tài)性能較差的傳感器很難跟蹤測量這些信號，所以必須在充分了解傳感器的動態(tài)性能后方能選擇合適的傳感器來進行測量。

除了優(yōu)化自身結構、形狀等方法提高動態(tài)性能外，一些國內(nèi)外學者利用動態(tài)補償濾波 器、遺傳算法、神經(jīng)網(wǎng)絡算法等智能算法來提高傳感器的動態(tài)性能，取得了良好 的效果。國外對六維力/力矩傳感器的研究起步較早。國內(nèi)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(tài)性能，從而更好地輔助機器人實現(xiàn)智能化控制。

1.2 力傳感器是機器人實現(xiàn)主動柔順控制的核心部件

六維力測量技術屬于平臺型技術，根據(jù)應用場景的環(huán)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(chǎn)品形態(tài)和技 術特點也有較大區(qū)別。目前，六維力傳感器主要應用于汽車行業(yè)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(yī)療領域、科研實驗、機器人 與自動化等領域。

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(tǒng)級測試、發(fā)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(yōu)化方面都能發(fā)揮重要作用，同時還有助于保證效率、安全性和 正確的功能。航空航天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(wèi)星、火箭等飛行器各種運動狀態(tài)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(huán)境，控制姿態(tài)，完成各項任務。隨著航空航天技術的不 斷發(fā)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(jiān)測、機械臂控制、結構健康監(jiān)測等領域。六維力傳感器的應用能夠 提高航空航天系統(tǒng)的性能、安全性和可靠性。

在醫(yī)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(jù)以提升手術的 安全性。根據(jù)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(jīng)自然腔道機器人、泛血管機器人等五類機器人。目前，協(xié)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(yī)療檢測機器人及遠程操控機器人等;中國手術機器人行業(yè)處于早期發(fā)展階段， 增長潛力較大。根據(jù) 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(yī)療領域的應用前景將會更加廣闊，六維力傳感器產(chǎn)品將逐漸成為類似應用 場景中的剛需。

柔順控制可解決很多傳統(tǒng)位置控制難以解決的問題，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(huán)境發(fā)生接觸，兩者接觸時，會在接觸面 之間產(chǎn)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(huán)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(zhí)行接觸任務時，末端執(zhí)行器與規(guī)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(xiàn)交互任務，機器人需要表現(xiàn)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(xié)作要以機器人的柔順控制作為前提。當與機器人產(chǎn)生交互的外界環(huán)境發(fā)生 改變，機器人應對這種改變產(chǎn)生順應性變化，這就是所謂的柔順性。如讓機器人 末端執(zhí)行器在受到環(huán)境擾動時能保持與環(huán)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。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(xiàn)出對環(huán)境的柔順特性，主動柔順控制 依靠控制策略令末端產(chǎn)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(shù)的機器人在與環(huán)境接觸中具有非常有限的主動柔順能力。

（1） 被動柔順控制：借助某些機械裝置的物理上的柔順性，對接觸力產(chǎn)生被動 的適應。如彈簧、阻尼等構成的柔順裝置，可以靠彈簧形變吸收或者阻尼損 耗機器人與環(huán)境產(chǎn)生接觸時產(chǎn)生的能量。但當前被動柔順控制方法在應用效 果上仍存在著多種不足，如結構剛度降低、機器人關節(jié)的重量增長、結構的 復雜性增加。在此背景之下，主動柔順控制則成為了現(xiàn)今研究者們開展柔順 控制研究的首要方式。

（2） 主動柔順控制：需要機器人獲取對力信息和位置信息的反饋，利用力與位 置的反饋信息結合相應算法去主動控制機器人運動或者作用力。機器人實現(xiàn) 主動柔順控制的方式主要有力/位混合控制、零力控制和阻抗控制這三種控 制理論。

力/位混合控制：這種理論模型有位置反饋環(huán)和力反饋環(huán)，機器人在進行任 務的過程中，可以把機器人末端執(zhí)行機構的工作空間分解為位置、力兩個相 互正交且獨立的子空間。在力空間內(nèi)，通過力控制方法確保實際接觸力最大 程度的接近期望接觸力；在位置空間內(nèi)，通過位置控制方法保證機器人能夠 沿期望軌跡運動，通過力和位置控制策略協(xié)同作用實現(xiàn)機器人對末端作用力 的主動柔順控制過程。

零力控制：直接示教又稱拖動示教是目前人機協(xié)作的主要方式之一，即人 類操作者直接通過手動拖動機器人來進行示教任務。而零力控制便是實現(xiàn)機 器人拖動示教的最核心技術。目前零力控制主要有兩種實現(xiàn)方法：基于位置 的零力控制以及基于直接力矩控制的零力控制。

阻抗控制：根據(jù)機器人末端執(zhí)行器的位置（或速度）和接觸力之間的對應 關系，通過控制器調(diào)整位置（速度）誤差或剛度系數(shù)來控制機器人末端執(zhí)行 器的接觸力。阻抗控制理論根據(jù)控制原理可以分為基于位置的阻抗控制（導納控制） 和基于力的阻抗控制。

六維力/力矩傳感器是機器人實現(xiàn)柔順化、智能化操作的關鍵傳感設備。只具有 位置反饋將難以滿足柔順控制的需要，在機器人控制中加入力反饋環(huán)節(jié)勢在必行。機器人力覺傳感器是模仿人類四肢關節(jié)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，它直接影響著機器人的力控制 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(shù)據(jù)至關重要。

未來，人形機器人力控技術的發(fā)展將呈現(xiàn)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(xiàn)，尤其在手腕、腳踝關 節(jié)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 帶來巨大的發(fā)展空間。

1.3 力傳感器與電流環(huán)的區(qū)別

目前市面上絕大部分執(zhí)行器的力控方式分為兩種：一為電流環(huán)力控，一為傳感 器閉環(huán)力控。電流環(huán)力控是一種比較容易實現(xiàn)的常規(guī)力控方式，主要通過調(diào)節(jié)電 機內(nèi)部電流大小實現(xiàn)力控，實現(xiàn)難度較低，可以實現(xiàn) 5%-15%精度范圍內(nèi)力控；但其運動速度慢，不能反向傳動，無法滿足一些精度要求更高的場景需求，使用 一段時間后，機械磨損會帶來誤差，精度進一步降低。電流環(huán)適用于直驅(qū)電機 （Direct DriveMotor） 或者帶小減速比 （Reduction Ratio 《 10）的應用場景，諸如小型 阻抗控制的人機交互的機械臂和小型四足等。

電流環(huán)以提高電流的穩(wěn)定性能來提高系統(tǒng)性能，是一種將輸出電流采用正反饋 或負反饋的方式接入處理環(huán)節(jié)的方法。環(huán)路間相互作用，對信號進行匯總、分析、 修正，實現(xiàn)精準的運動控制。當力矩來到減速器端并嘗試推動減速器反向轉動時，由于靜摩擦力的作用，減速 器無法轉動。因而需要繼續(xù)增大外力矩直至超過減速器的最大靜摩擦力，減速機 轉動并推動電機轉子的運動，此時電流環(huán)才感知到外力矩。進一步，電流環(huán)通過 電流反饋和辨識的動力學模型估計外力。

電流環(huán)根據(jù)實現(xiàn)原理，分為開環(huán)力控和閉環(huán)力控兩類。開環(huán)力控直接讓機器人工 作在力矩模式下，電機提供機器人運動所需的重力，摩擦力，慣性力等。這樣用 戶只需很小的外力即可讓機器人按照所需的軌跡運動。閉環(huán)力控會存在如下一個 力反饋回路，它通過算法估計出用戶的牽引力矩， 再通過阻抗控制，讓電機輸 出一個輔助力矩，幫助用戶拖動機器人，完成示教工作。由于反饋回路的存在， 它對機器人建模和系統(tǒng)辨識的精度要求較低。電流環(huán)一般處在運動伺服系統(tǒng)（三環(huán)控制系統(tǒng)）中最內(nèi)層，向外依次為速度環(huán) 和位置環(huán)，這三環(huán)構成 3 個閉環(huán)負反饋 PID（比例、積分、微分）調(diào)節(jié)系統(tǒng)。最內(nèi)的 PID 環(huán)就是電流環(huán)，電流環(huán)是控制的根本，任何模式都必須使用。此環(huán)完全 在伺服驅(qū)動器內(nèi)部進行，通過霍爾裝置檢測驅(qū)動器給電機的各相的輸出電流，負 反饋給電流的設定進行 PID 調(diào)節(jié)，從而達到輸出電流盡量接近等于設定電流，電 流環(huán)是控制電機轉矩的，所以在轉矩模式下驅(qū)動器的運算最小，動態(tài)響應最快。環(huán)路間相互作用，對信號進行匯總、分析、修正，實現(xiàn)精準的運動控制。伺服 電機可以將電壓信號轉化為轉矩和轉速，按照位置、力矩或速度指令精確地控制 機械系統(tǒng)運動，內(nèi)嵌的編碼器將伺服電機的運動參數(shù)反饋給伺服驅(qū)動器，完成閉 環(huán)控制。

電流環(huán)、力矩傳感器/六維力傳感器均是實現(xiàn)對機器人的自適應柔性控制的方案。就二者對比而言，電流環(huán)其優(yōu)點在于成本低，不需要額外的傳感設備，而缺點在 于精度較低，響應較慢，適用場景有限。力矩傳感器是性能更佳，但成本相對更 高的方案。響應精度和速度上，電流環(huán)力控比力矩傳感器要低。力矩傳感器感知中，施加在 連桿上的外力能夠直接傳導到傳感器上，而電流環(huán)感知則是力矩通過傳感器后， 持續(xù)向后傳遞到減速器端，當外力矩增大到超過減速器的最大靜摩擦力時，減速 器轉動再向電機傳導信號，電流環(huán)才能夠感知到外力矩。由于減速器的靜摩擦力， 需要較大的外力，電流環(huán)才能檢測到外力變化，而力矩傳感器能夠較快地檢測到 外力的變化。

從應用場景來說，電流環(huán)力控更適合應用于低精度要求場景，力矩傳感器性能 則更為領先。電流環(huán)力控的弊端是機械臂的減速比要比較小，輕負載，精度差 （低精度要求場景下的協(xié)作機器人可能運用）。力矩傳感器/六維力傳感器控制精 度好，感知精度高，完全獨立，控制的電流波動都能感覺到。

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力傳感器市場有望持續(xù)增長，歐美日韓占據(jù)主導地位

2.1 力傳感器市場規(guī)模超過 150億美元，我國六維力矩傳感器市場尚小

根據(jù) Modor Intelligence 數(shù)據(jù)，2020 年力傳感器市場價值為 151.21 億人民幣。根 據(jù) 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(yè)機器人的 關鍵特性，使它們能夠與任務無關并與人類一起安全地運行。這些傳感器改進了 聯(lián)網(wǎng)嵌入式系統(tǒng)的監(jiān)控和管理。自動化的采用已經(jīng)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。

目前市場上的力傳感器產(chǎn)品組合在產(chǎn)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(chǎn)品非常有限。

數(shù)據(jù)顯示，2022 年中國市場六維力/力矩傳感器機器人行業(yè)銷量 4840 套，同比增 長 62.58%；2022 年中國六維力/力矩傳感器機器人行業(yè)市場規(guī)模 1.56 億元，同比 增長 54.35%。目前，六維力和力矩傳感器市場基數(shù)依然偏小，尚未形成明顯規(guī) 模效應。隨著入局者的持續(xù)增加，疊加下游細分市場認知的逐年提升以及應用領 域的拓展，六維力和力矩傳感器有望進入高速成長期，期間將伴隨多技術路線產(chǎn) 品矩陣的完善、產(chǎn)品價格的下降以及國產(chǎn)化率的提升。

2.2 國外企業(yè)占據(jù)六維力傳感器核心市場

多維力矩傳感器的技術壁壘較高，美日企業(yè)先發(fā)優(yōu)勢明顯，國內(nèi)仍處產(chǎn)業(yè)早期。因技術壁壘較高，國內(nèi)可量產(chǎn)的企業(yè)較少，美日企業(yè)先發(fā)優(yōu)勢明顯。從代表企業(yè) 分布來看，全球六維力/力矩傳感器主要分為日韓品牌、歐美品牌和國產(chǎn)品牌三 大陣營。各陣營企業(yè)呈現(xiàn)不同的配套特點，日韓地區(qū)六維力/力矩傳感器廠商主要配套當 地機器人本體廠商，其中，韓國企業(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。

歐美地區(qū)六維力/力矩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、AMTl、Kistler 等；另一類是 全球知名的機器人末端工具生產(chǎn)商，主要有 SCHUNK、OnRobot、Robotiq 等， 歐美地區(qū)廠商合作企業(yè)以協(xié)作機器人本體廠商為主，主要包括優(yōu)傲機器人、達明 機器人和歐姆龍等。受益于機器人市場需求催化，中國六維力（矩）傳感器市場近年來入局者逐年 增加，但受限于該領域的高技術壁壘，真正具備批量化產(chǎn)品供應能力的廠商依 然偏少。目前，國產(chǎn)六維力/力矩傳感器與外資主流傳感器在靈敏度、串擾、抗 過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/力矩傳感器領域的國產(chǎn)相關廠商越來越多，除了宇立儀器（SRI）之外，如坤維科技、鑫精誠、海伯森、藍點觸控、神源生智能、瑞爾特測控等，均已有相關的產(chǎn)品落地并 進入產(chǎn)業(yè)化應用。其他廠商如重慶魯班機器人技術研究院、昊志機電、埃力智能 等，通過自主研發(fā)力傳感器技術，已經(jīng)具備六維力/力矩傳感器的生產(chǎn)能力，部 分產(chǎn)品型號開始進入下游用戶的驗證測試階段。

根據(jù) 2022 年國內(nèi)市場銷量口徑看 ATI、宇立儀器、坤維科技、鑫精誠位于第一 梯隊，各家廠商下游應用的側重有所差異。ATI 作為全球龍頭，經(jīng)過多年的積累， 應用面相對更廣；宇立在工業(yè)機器人磨拋行業(yè)和汽車碰撞測試行業(yè)應用更多；坤維科技在協(xié)作機器人、醫(yī)療手術機器人、醫(yī)療檢測機器人和康復機器人域具備明 顯優(yōu)勢，同時其產(chǎn)品在航空航天領域具備行業(yè)核心競爭力；鑫精誠憑借蘋果供應 商的身份已將其產(chǎn)品推入到 3C 行業(yè)，同時在機器人行業(yè)和醫(yī)療行業(yè)也有布局。

智研咨詢測算，2022 年海外進口拋光打磨機器人產(chǎn)品數(shù)量占總裝機量比例約為 55.9%，近年來這一比例一直呈下降趨勢。國內(nèi)廠商憑借價格優(yōu)勢，以及研發(fā)創(chuàng) 新，正逐漸獲得市場話語權。

（1） ATI，ATI 成立于 1985 年，在美洲、歐洲和亞洲等地曾擁有超過 3，700 名員工，2005 年 營業(yè)額為 22 億美元，是一家專門設計與銷售適用于個人電腦的顯示卡、圖形處 理器、芯片組、機頂盒、數(shù)字電視、電子游戲機和手提式設備等的無廠半導體公 司。ATI 多軸力/力矩傳感器系統(tǒng)測量全部六個力和力矩。系統(tǒng)包括一個傳感器，高柔 性屏蔽電纜，智能數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，Ethernet/DeviceNet連接或 F/T控制器。力/力矩 傳感器被廣泛的應用與各個工業(yè)領域，如產(chǎn)品測試，機器人裝配，打磨和拋光等。在研究領域被用于外科手術機器人，仿生機器人，康復機器人，以及神經(jīng)學等其 他不同的應用中。

（2） ROBOTOUS，ROBOTOUS 是一家位于韓國城南市的專業(yè)機器人技術公司，成立于 2004 年。公 司商業(yè)領域含有機器人業(yè)務和微泡業(yè)務，機器人業(yè)務涉及電容式 6軸力/扭矩傳感 器、國防部無人搜索車遙控系統(tǒng)、移動機器人平臺（自動駕駛）、機器人自動化 系統(tǒng)、智能工廠（制藥、口罩工廠等）、其他應用產(chǎn)品開發(fā)（ODM、OEM）和 服務。基于創(chuàng)新的 F/T 傳感器技術，ROBOTOUS 將成為智能工廠和協(xié)作機器人應用的 主要傳感器供應商。ROBOTOUS 標準模型陣容將通過增加一個迷你型和兩個高 扭矩容量的模型來擴大。F/T 數(shù)據(jù)分析解決方案將在靜力學、人工智能技術、用 戶界面的基礎上得到加強，使公司的客戶能夠輕松、快速地使用高級 F/T 傳感器 技術。ROBOTOUS 已經(jīng)開始與一個協(xié)作型機器人制造商合作開發(fā)三種類型的關 節(jié)扭矩傳感器。

公司的 6 軸力扭矩傳感器（RFT 系列）提供了最精確的力和扭矩測量。由于是電 容型傳感器的特性，RFT 系列是最耐用和最具性價比的傳感器，同時承諾良好的 數(shù)據(jù)讀取能力。與電阻、光學等其他類型的力扭矩傳感器相比，非接觸式傳感結 構具有超乎想象的抗磨損能力，并且與其他類型的傳感器不同，不需要任何繁瑣 的外部信號放大設備。

世界各地的許多客戶一直在自動化和研究應用中廣泛使用 ROBOTOUS 的傳感器， 例如：醫(yī)療、工程、軍事、制藥等。ROBOTOUS 六軸力矩傳感器的設計可與目 前市場上的大多數(shù)機器人手臂或其他類型的協(xié)作機器人配合使用，無需事先進行 任何修改。公司的傳感器不僅適用于制造業(yè)，也適用于醫(yī)療或康復設備，甚至適 用于無人機行業(yè)。

ROBOTOUS 還設立力矩傳感器的數(shù)據(jù)解決方案。RFTDAQ-001 軟件包可以直接 和同時對RFT機器人力矩傳感器的數(shù)據(jù)進行匯編和分析。這個數(shù)據(jù)集被處理后， 可以得到參考數(shù)據(jù)，用于機器人力矩傳感器的現(xiàn)場數(shù)據(jù)評估。參考數(shù)據(jù)用于與獲 得的數(shù)據(jù)進行比較，以尋找數(shù)據(jù)集中的任何異常情況。這對檢驗或檢查制造過程 特別有用，這在 QC/QA 工作中是不可缺少的。

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國內(nèi)核心力傳感器公司介紹

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(diào)性和統(tǒng)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）擾亂難題、動靜態(tài)標定難題以及矢量運算中的解耦算法和電路 實現(xiàn)等。業(yè)內(nèi)比較知名的企業(yè)包括宇立儀器、坤維科技、昊志機電、柯力傳感、 漢威科技、中航電測等。

（1） 宇立儀器

宇立儀器有限公司（Sunrise Instruments，簡稱 SRI），公司主營多軸力傳感器和 機器人智能力控打磨設備（六軸力傳感器/iGrinder 智能浮動磨頭/六維力傳感器/三 軸力傳感器/機器人關節(jié)扭矩傳感器/多維力傳感器/機器人打磨/力控打磨/打磨拋 光去毛刺），是一家集生產(chǎn)、研發(fā)于一體的技術密集型企業(yè)。六軸力傳感器能夠 測量 FX、FY、FZ、MX、MY 和 MZ。宇立儀器是全球領先的六軸力傳感器供應 商。產(chǎn)品應用于機器人及自動化、汽車碰撞測試、汽車耐久測試、生物力學和通 用試驗設備等多個領域。自 2007 年以來，SRI 設計生產(chǎn)了 9 大系列，200 多個型 號的多軸力傳感器，從一軸至六軸，都有相應的產(chǎn)品。

（2） 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(yè)。公司主營智能力覺傳感器的研發(fā)、 制造、銷售、及技術推廣，開發(fā)面向機器人及其他智能裝備行業(yè)的力覺傳感器產(chǎn) 品，為機器人及其它智能裝備、工業(yè)過程監(jiān)控、產(chǎn)品質(zhì)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(chǎn)品。公司具有多年航天科研經(jīng)驗，創(chuàng)始團隊全部來自于國內(nèi)航天科研機構，團隊掌握 力覺測量核心技術，具備相關產(chǎn)品的自主知識產(chǎn)權，在多軸力測量領域有大量的 工程實踐經(jīng)驗。公司不斷在產(chǎn)品的研發(fā)上精益求精，憑借優(yōu)秀的產(chǎn)品技術已獲得 多項發(fā)明專利。2020 年 11 月，瀚川智能通過全資子公司蘇州瀚海皓星投資管理 有限公司入股常州坤維傳感科技有限公司。截至目前，瀚川智能對常州坤維傳感 科技有限公司的持股比例達 4.56%。

（3） 昊志機電

廣州市昊志機電股份有限公司成立于 2006 年，是一家專業(yè)從事中高端數(shù)控機床、機器人、新能源汽車核心功能部件等的研發(fā)設計、生產(chǎn)制造、銷售與維修服務的 國家高新技術企業(yè)。昊志機電秉承“立足自主技術創(chuàng)新、服務全球先進制造”的發(fā)展戰(zhàn)略，逐步發(fā)展成 為國內(nèi)外主軸專業(yè)領域中研產(chǎn)銷規(guī)模最大的企業(yè)之一，電主軸領域全球市場占有 率第一， 公司立足主軸行業(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)控機床和工業(yè)機器人等高端裝備的核心功能部件領域橫向擴張，目前產(chǎn) 品涵蓋 PCB鉆孔機/成型機/劃片機電主軸、數(shù)控金屬/玻璃雕銑機電主軸、數(shù)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、 鉆攻中心電主軸、高速內(nèi)/外圓磨床主軸等數(shù)十個系列上百種產(chǎn)品。

昊志機電擁有一批經(jīng)驗豐富、銳意創(chuàng)新的科技型人才隊伍，研發(fā)人員 380 余人， 具備優(yōu)異的創(chuàng)新水平、研發(fā)實力和競爭力，近三年平均研發(fā)投入占營收比重的 8% 以上，截止 2021 年 12 月 31 日，公司及境內(nèi)子公司合計擁有專利 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。

（4） 柯力傳感

寧波柯力傳感科技股份有限公司（以下簡稱“柯力傳感”）成立于 1995 年，位 于寧波市江北區(qū)投資創(chuàng)業(yè)園區(qū)，是目前全球稱重領域物聯(lián)網(wǎng)研發(fā)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(yè)之一和工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè) 開拓者之一。主要研制和生產(chǎn)各類物理量傳感器、稱重儀表、電子稱重系統(tǒng)、工 業(yè)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)成套設備，提供不停車檢測系統(tǒng)、建筑機械物聯(lián)網(wǎng)（含干粉砂漿）、 無人值守一卡通、智能物流設備物聯(lián)網(wǎng)、環(huán)保設備物聯(lián)網(wǎng)、智能消費設備物聯(lián)網(wǎng)、 畜牧業(yè)物聯(lián)網(wǎng)、車載物聯(lián)網(wǎng)、港機及海洋工程裝備物聯(lián)網(wǎng)等工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)及場 景應用解決方案，同時提供專業(yè)的物聯(lián)網(wǎng)軟件定制服務，建有“稱重設備數(shù)據(jù)中 心”、物聯(lián)網(wǎng)實驗中心及 26 個實驗室。

柯力傳感在電阻應變式傳感器積累深厚，具有拓展至機器人力矩傳感器新藍海市 場的潛力。公司為應變式力傳感器龍頭，根據(jù)華經(jīng)產(chǎn)業(yè)研究院數(shù)據(jù)，預計 22 年 中國應變式傳感器產(chǎn)量及需求量分別達到 1122.6/1211.2 萬只。柯力傳感 2022 年 應變式傳感器產(chǎn)量為 336.7 萬只，市占率達 30%。應變式傳感器精度高、技術成 熟成本低、測量范圍廣，有望在機器人力矩傳感器中使用。柯力傳感作為國內(nèi)電 阻應變式傳感器龍頭，產(chǎn)品囊括 17 個品類，其中包括兩款扭矩傳感器。柯力傳感在電阻應變式傳感器有較深厚積累，有進入機器人力矩傳感器新藍海市場的潛 力。

（5） 漢威科技

漢威科技集團股份有限公司于 1998 年 09 月 11 日成立。公司經(jīng)營范圍包括：研 究、開發(fā)、生產(chǎn)銷售電子傳感器；電子監(jiān)控技術開發(fā)；研究、開發(fā)、生產(chǎn)、銷售 檢測儀器及控制系統(tǒng)、機械電器設備等。漢威科技戰(zhàn)略眼光較為前瞻，2016 年以來通過股權收購，累計持有蘇州能斯達 56.5%股權。通過股權控制，公司掌握了 4大核心技術、7大產(chǎn)品系列，以及一條 1000 萬支柔性傳感器的印刷線和組裝線。產(chǎn)品下游應用廣泛，機器人領域?qū)?推進中。漢威科技目前下游應用主要圍繞消費電子、 IOT 和醫(yī)療健康領域。機器 人應用方面，蘇州能斯達研發(fā)的多模態(tài)柔性微納傳感器能很好的實現(xiàn)人與機器的 識別、反饋、交互功能。

（6） 中航電測

中航電測為國內(nèi)智能軍民用智能測控龍頭。公司是主導生產(chǎn)電阻應變計、傳感器、 電子衡器、汽車安全檢測線、人造寶石及其晶體制品和扭矩扳子為一體的多元化 現(xiàn)代企業(yè)。公司擁有國際水平的設計能力、接近國際水平的工藝裝備及工藝制造 技術，在國內(nèi)中高端應變計和傳感器市場占據(jù)主導地位；公司還被認定為“陜西 省高新技術企業(yè)”，產(chǎn)品被評為“陜西省名牌產(chǎn)品”。公司生產(chǎn)的產(chǎn)品行銷歐洲、 亞洲、南美洲和北美洲，成為中國國內(nèi)最大的衡器部件生產(chǎn)企業(yè)，是世界上電阻 應變計、稱重傳感器最大的供貨商之一。

2018-2021 年，中航電測的營業(yè)收入、歸母凈利分別從 13.88/1.56 億元增長至 19.43/3.07 億元，期間 CAGR 分別達到+11.85%/+25.26%。2022 年中航電測受到 乘用車檢測行業(yè)政策調(diào)整影響，并加大研發(fā)投入，營收、凈利潤有下滑。中航電 測具有多款應變片、壓力傳感器、扭矩傳感器。根據(jù)中航電測 2022 年年報披露， 中航電測傳感控制業(yè)務開始進軍機器人業(yè)務，未來有望受益人形機器人產(chǎn)業(yè)鏈對 于力傳感器的需求放量。