觸覺感知，是機(jī)器人高度智能化的標(biāo)志之一，隨著人形機(jī)器人階段性成果的涌現(xiàn)，一個(gè)一直以來不太受關(guān)注的領(lǐng)域——力傳感器，準(zhǔn)確來說分為兩個(gè)核心產(chǎn)品：六維力/力矩傳感器和關(guān)節(jié)力/扭矩傳感器受到眾多關(guān)注，業(yè)內(nèi)的普遍觀點(diǎn)是一臺(tái)人形機(jī)器人將需要至少4個(gè)六維力傳感器和數(shù)十個(gè)關(guān)節(jié)力/扭矩傳感器。一時(shí)間，行業(yè)風(fēng)口已至，眾多玩家入場，或投資、或收購，誓要在機(jī)器人力傳感器領(lǐng)域角逐一番，那么在這場“大廝殺”中，誰才能真正突圍呢？本次MIR睿工業(yè)通過對業(yè)內(nèi)主要廠商的調(diào)查，將從六維力/力矩傳感器和關(guān)節(jié)扭矩傳感器產(chǎn)品維度，以及力控算法和工藝算法軟件維度分析行業(yè)格局，深探行業(yè)脈搏。

01

六維力/力矩傳感器

六維力/力矩傳感器是能夠同時(shí)檢測出空間六維力信息的傳感器，可實(shí)現(xiàn)三個(gè)力和三個(gè)力矩的高精度測量，從下游行業(yè)來看，六維力/力矩傳感器主要應(yīng)用于機(jī)器人、汽車、航空航天等行業(yè)，主要包含打磨、精密裝配、醫(yī)療、特種作業(yè)、測試等涉及接觸操作、需要多維力感知的場景，其中，機(jī)器人領(lǐng)域的應(yīng)用超過50%，是六維力/力矩傳感器的核心應(yīng)用領(lǐng)域。

六維力/力矩傳感器其實(shí)并不是什么新鮮的產(chǎn)品，早在2008年便有相關(guān)產(chǎn)品問世，整體市場規(guī)模一直處于穩(wěn)步增長狀態(tài)，但增量無幾，背后的原因有兩點(diǎn)：一是產(chǎn)品生產(chǎn)技術(shù)難度大，調(diào)試時(shí)間長，生產(chǎn)效率低，價(jià)格昂貴；二是力控算法以及基于力控場景工藝算法等技術(shù)存在堵點(diǎn)，導(dǎo)致下游需求乏力，始終未能形成規(guī)?；鲐洝?/p>

據(jù)MIR睿工業(yè)調(diào)查，2022年六維力/力矩傳感器在中國的銷量在6000臺(tái)左右，市場規(guī)模不到2億元。2020年以來，六維力/力矩傳感器一直維持穩(wěn)定微量增長狀態(tài)，但隨著人形機(jī)器人技術(shù)的成熟落地，整體市場規(guī)模會(huì)迎來飛速發(fā)展，在充分調(diào)研和參考特斯拉人形機(jī)器人發(fā)展規(guī)劃以后，MIR發(fā)現(xiàn)無論從人形機(jī)器人本身還是其各類零部件發(fā)展情況來看，未來1-2年內(nèi)人形機(jī)器人實(shí)現(xiàn)批量落地可能性較低。MIR預(yù)測2026年人形機(jī)器人將會(huì)實(shí)現(xiàn)小批量落地，隨后迎來高速發(fā)展，MIR預(yù)測2029年后六維力/力矩傳感器市場規(guī)模將達(dá)到數(shù)十億元。

2020-2029年中國六維力/力矩傳感器銷量及預(yù)測

（數(shù)據(jù)來源：MIR睿工業(yè) 調(diào)研）

2020-2029年中國六維力/力矩傳感器市場規(guī)模及預(yù)測

（數(shù)據(jù)來源：MIR睿工業(yè) 調(diào)研）

六維力/力矩傳感器行業(yè)的發(fā)展路徑和一眾高科技產(chǎn)業(yè)相同，由歐美國家催生發(fā)展相關(guān)技術(shù)，中國則由國家政策引導(dǎo)，加上龐大的市場基礎(chǔ)追趕，逐步推進(jìn)國產(chǎn)替代，近年來也涌現(xiàn)了藍(lán)點(diǎn)觸控、宇立等一批優(yōu)質(zhì)的國產(chǎn)企業(yè)。歷經(jīng)數(shù)年追趕，六維力/力矩傳感器國產(chǎn)頭部廠商在串?dāng)_、溫漂等方面的核心指標(biāo)基本可以對標(biāo)國外廠商，甚至在部分產(chǎn)品系列出現(xiàn)了進(jìn)口品牌追蹤國產(chǎn)品牌的情況，在這一前提下，外加龐大的工業(yè)體系和下游市場，國產(chǎn)力傳感器廠商一定會(huì)是人形機(jī)器人下的主力軍。

針對國內(nèi)市場，MIR以技術(shù)能力和出貨量兩個(gè)維度綜合考量，認(rèn)為美國ATI、宇立儀器、藍(lán)點(diǎn)觸控、坤維科技目前屬于行業(yè)第一梯隊(duì)，具體表現(xiàn)在三個(gè)方面：①進(jìn)入行業(yè)相對較早，技術(shù)較為成熟，產(chǎn)品性能優(yōu)越，準(zhǔn)度誤差均能做到小于1%，且可進(jìn)行產(chǎn)品迭代升級；②都具備一定的批量化生產(chǎn)和出貨能力；③市占率位于行業(yè)前列，四家廠商出貨占整個(gè)行業(yè)出貨量50%以上。

前文提到，六維力傳感器價(jià)格十分昂貴，一般來說，外資產(chǎn)品單個(gè)產(chǎn)品均價(jià)在4萬左右，國產(chǎn)均價(jià)也在兩萬元以上，但其成本一般只有數(shù)千元，利潤率較高，這與人形機(jī)器人的降本方向無疑是相悖的。對六維力/力矩傳感器來說，擁抱人形機(jī)器人，降價(jià)將是未來數(shù)年市場的主旋律之一，2年內(nèi)單個(gè)產(chǎn)品價(jià)格下降至5000元以內(nèi)是完全可能的。據(jù)MIR相關(guān)調(diào)研，未來數(shù)月，六維力傳感器將迎來第一波降價(jià)潮，行業(yè)也將迎來新一輪的洗牌。

中國市場六維力傳感器廠商梯隊(duì)分布

（信息來源：MIR睿工業(yè) 調(diào)研）

02

關(guān)節(jié)扭矩傳感器

相比于機(jī)器人末端安裝六維力傳感器，在機(jī)器人每個(gè)關(guān)節(jié)安裝關(guān)節(jié)力/扭矩傳感器，則同樣可以解算出末端六維力。關(guān)機(jī)力矩的方案具有理論力控制帶寬高、整臂具備力感知（更安全）的優(yōu)點(diǎn)，可以在有限信息反饋下實(shí)現(xiàn)扭矩/力的高解耦度輸出，雖然目前相應(yīng)技術(shù)還未十分成熟，但可以預(yù)見的是關(guān)節(jié)力/扭矩傳感器必將是未來的主流方向之一。

目前關(guān)節(jié)力/扭矩傳感器主要應(yīng)用于協(xié)作機(jī)器人部分中高端機(jī)型，據(jù)MIR睿工業(yè)調(diào)查統(tǒng)計(jì)，2022年整個(gè)中國市場大約在1.5萬臺(tái)左右，市場規(guī)模大約在5000萬左右，主要以國產(chǎn)廠商為主，其中藍(lán)點(diǎn)觸控占據(jù)著領(lǐng)先地位，出貨量超過70%。關(guān)節(jié)力/扭矩傳感器均價(jià)在2000-4000元左右，隨著下游市場的爆發(fā)和技術(shù)的突破，大幅度降價(jià)亦是必然。

2020-2029年中國關(guān)節(jié)扭矩傳感器市場銷量及預(yù)測

（數(shù)據(jù)來源：MIR睿工業(yè) 調(diào)研）

2020-2029年中國關(guān)節(jié)扭矩傳感器市場規(guī)模及預(yù)測

（數(shù)據(jù)來源：MIR睿工業(yè) 調(diào)研）

03

力控算法和工藝算法

近幾年機(jī)器人力傳感器的國產(chǎn)替代，已經(jīng)大幅降低了使用成本。但是力控機(jī)器人及相關(guān)場景仍處于緩慢發(fā)展的狀態(tài)。通過深度調(diào)研發(fā)現(xiàn)，無論是六維力/力矩傳感器還是關(guān)節(jié)扭矩傳感器，功能都僅是完成力的測力并輸出數(shù)據(jù)。想要機(jī)器人能夠像人類一樣適應(yīng)柔性化生產(chǎn)環(huán)節(jié)，具備高節(jié)拍、高品質(zhì)的靈巧生產(chǎn)能力，后邊還有機(jī)器人力控算法、場景端工藝算法兩座大山，也是制約柔性力控機(jī)器人大規(guī)模應(yīng)用的核心堵點(diǎn)。

力控算法，顧名思義，即檢測到力傳感器數(shù)據(jù)后對機(jī)器人進(jìn)行運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)控制，從而使機(jī)器人高精度的快速達(dá)到設(shè)定目標(biāo)力的過程。其核心指標(biāo)為力控精度及力控響應(yīng)速度。

工藝算法，即對打磨、裝配等具體工藝進(jìn)行建模，形成統(tǒng)一的工藝算法。例如，通過對打磨工藝的整合形成打磨算法，最終達(dá)到免示教的能力，試想未來通過統(tǒng)一的工藝軟件包，讓未經(jīng)過訓(xùn)練的工人操作設(shè)備可以快速完成諸如打磨、裝配等復(fù)雜工藝，機(jī)器人應(yīng)用將會(huì)得到迅速的提升，這亦是推動(dòng)力傳感器市場規(guī)模進(jìn)一步擴(kuò)大的重要方向之一。

從目前主要的廠商技術(shù)進(jìn)程來看，這一目標(biāo)完全是可實(shí)現(xiàn)的。業(yè)內(nèi)例如藍(lán)點(diǎn)觸控，通過打磨數(shù)以百萬件的產(chǎn)品積累了龐大的打磨數(shù)據(jù)庫，建立起成熟的力控算法庫和打磨工藝庫，在朝著免示教的目標(biāo)前進(jìn)。此外，諸多機(jī)器人廠商、集成商亦在各自專精領(lǐng)域進(jìn)行深耕。隨著相應(yīng)技術(shù)的成熟，力控算法和工藝算法將逐步滾雪球般形成更高的行業(yè)壁壘，只局限于力傳感器單一產(chǎn)品的廠商必然要被時(shí)間所淘汰。

END

伴隨資本助推，人形機(jī)器人技術(shù)發(fā)展迅猛，但距離規(guī)?；鲐洠杂休^長的研發(fā)周期，也需要大量的研發(fā)資源投入。在這一環(huán)境下，審視整個(gè)行業(yè)，我們認(rèn)為未來能在“人形機(jī)器人”賽道脫穎而出的力傳感器國產(chǎn)企業(yè)必須具備三種要素：①六維力/力矩傳感器以及關(guān)節(jié)力傳感器領(lǐng)域多年的技術(shù)積累；②充足的下游行業(yè)應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)，且已經(jīng)形成了批量規(guī)模化出貨，完成了深厚的直接技術(shù)積累；③支撐研發(fā)支出的成熟第二增長曲線，這樣才能達(dá)到企業(yè)發(fā)展的良性循環(huán)。

總之，行業(yè)風(fēng)口已至，但一味的享受風(fēng)口帶來的紅利終不持久，只有真正深耕技術(shù)、深耕行業(yè)應(yīng)用的國產(chǎn)廠商才能乘風(fēng)而起，突出重圍。

審核編輯 黃宇