2023力传感器产业链、市场规模与空间、竞争格局及相关公司分析报告（30页）.pdf

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1、2023 年深度行业分析研究报告 行业研究报告 慧博智能投研 目录目录 一、力传感器概述.1 二、六维力传感器.4 三、力传感器产业链.10 四、力传感器市场规模及空间.13 五、力传感器竞争格局.16 六、力传感器相关公司.18 一、力传感器概述一、力传感器概述 1.力传感器力传感器力觉传感器，顾名思义就是感知并度量力的传感器。力传感器是机械、电子、算法、计量融合的复杂交叉学科，技术壁垒较高。多维力传感器能够实现更精细的工作需求，在机械加工，如磨削，去毛刺，打磨和抛光等环节中，如果让机器人来完成这些工作曾经是非常复杂的，需要根据空间体积进行大量的编程，而且也需要花费大量时间来进行纠错。但是集

2、成了多维力觉传感器后，利用传感器的路径记录功能，操作员可以简单地抓住臂端装置并进行预期的移动。传感器记录操作员施加的力和方向，之后机器人就可以重复操作员的动作。这将极大地提高工作效率，同时将有助于保障操作工人的安全。2.力传感器分类力传感器分类 力传感器分类方式众多，可根据以下方式分类：测量原理：可分为应变式、压电式、电容式、光学式等；测力维数：可分为 1-6 维力传感器，其中以一维、三维、六维力传感器最为常见；输出方式：可分为模拟传感器和数字传感器；力的种类：可分为压力传感器、称重传感器、力矩传感器等。（1）根据测量原理）根据测量原理 根据测量时利用的不同物理原理，力传感器可分为应变式、压电

3、式、电容式、光学式。1VhUgYkZaXlXtPmQsP6M8Q9PoMnNpNtQjMrQoOjMqRrO9PmMwPvPsQqNvPmPzR （2）根据测力维数）根据测力维数 根据测力的维数，力传感器可以分为一维到六维传感器。从主流的力传感器的测量维度来看，一维、三维、六维力传感器是较常见的产品，二、五维力传感器较少见。（3）根据输出方式根据输出方式 根据输出方式的不同，可分为模拟传感器和数字传感器。（4）根据力的种类根据力的种类 根据所测力的种类，力传感器可分为压力传感器、称重传感器、力矩传感器等。二、二、六维力传感器六维力传感器 1.六维六维力传感器是维度最高的力觉传感器力传感器是维度

4、最高的力觉传感器，它能给出最为全面精准的力觉它能给出最为全面精准的力觉信息信息 六维力传感器，又叫六维力/力矩传感器、六轴力传感器、F/T 传感器，是一种特殊的力传感器，能够同时测量中性坐标系（OXYZ）内的三个力（FX、FY、FZ）和三个力矩（MX、MY、MZ）。六维力传感器一般分成固定端（机器人端）和加载端（工具端），传感器的内部算法会解耦各方向力和力矩间的干扰，使力的测量更为精准。根据传感元件的不同，六维力/力矩传感器主要分为:应变片式、光学式以及压电/电容式。目前，市场应用的六维力/力矩传感器大部分是基于应变式的测量。基于压电、电容和光学等原理测量的传感器有一定的理论研究和实验，下游尚

5、未得到广泛应用。每种类型的六维力传感器都具有其独特的优点和适用范 围，随着相关研究的不断深入，不同测量机理的传感器将会发挥自身优势被应用到各种场合，进而推动六维力传感器向多元化方向发展。经过对稳定性、刚度、动态特性、成本与信噪比五个维度的比较，硅应变传感器综合性能优异。硅应变片的稳定性、信噪比、动态特性要好于金属应变片，刚度上两者差异不大，成本上金属略优，但这几年硅应变片的工艺有了提升和改进，综合成本也在大幅降低。2.六维力六维力/力矩传感器的研发难度非常大力矩传感器的研发难度非常大 六维力传感器不是三个一维力传感器和三个扭矩传感器结构的简单叠加，它的非线性力学特征明显，要考虑多通道信号的温漂

6、、蠕变、交叉干扰、数据处理的实时性，再加之六维联合加载标定的复杂性，其技术难度可谓是一维力传感器难度的六次方。六维力传感器面临两个关键技术问题：全方位机械过载保护和动态性能。六维力传感器面临两个关键技术问题：全方位机械过载保护和动态性能。1）机械过载保护是指作用到传感器的力超过某一数值时，为避免传感器损坏而增加的一种附属结构。国内外学者也提出了基于不同结构的机械过载保护装置，但由于保护装置结构复杂且加工精度要求较高等限制，生产出具有全方位机械过载保护装置的六维力传感器的成熟产品仍有难度。2）传感器性能指标包括静态性能指标和动态性能指标。在实际的力测量过程中，被测信号大多是动态信号，如机器人打磨