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2025人形机器人传感系统:六维力+触觉+电子皮肤,多模态融合趋势|民生证券
民生证券研报显示,六维力传感器同时测量3个力+3个力矩,触觉传感器正朝多区域柔性化发展,电子皮肤可集成多种传感功能,柯力传感、东华测试、汉威科技加速布局。
 2026-07-30
 机械行业
 39页
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【民生证券】灵巧手行业深度报告:东风已至,星辰大海-250309(39页) 查看报告
民生证券灵巧手报告指出,传感系统决定灵巧手的抓取、操控和感知能力。人形机器人各环节大规模采用多种传感器以实现“拟人化”。六维力传感器可同时测量3个分力和3个力矩分量,是技术难度最高的力传感器;触觉传感器正朝着多区域、柔性化、多模态趋势发展;电子皮肤已可集成多种传感功能,综合优势突出。各大人形机器人厂商在灵巧手及机器人其他环节均大规模采用多种传感器。柯力传感六维力/力矩传感器已完成人形机器人手腕、脚腕产品开发并送样;东华测试传感器产品种类齐全;汉威科技柔性微纳传感器已为多家机器人整机厂商提供电子皮肤及指腹类传感器。

力/力矩传感器:六维力技术壁垒最高

力/力矩传感器是灵巧手感知系统的核心部件之一。按测量维度可分为一维至六维,六维力传感器可同时测量3个分力和3个力矩分量,是最完整的多维力传感器形式。通常基于应变效应工作(通过弹性体上应变片检测力或力矩引起的微小形变),部分厂商也采用压电式力传感器(借助极化效应,体积小、重量轻、高频响特性好,适用于动态力检测,但需定期校准、成本较高)。六维力传感器技术难度和行业壁垒最高,是机器人柔顺控制和操作的核心部件。柯力传感是力矩传感龙头,六维力/力矩传感器已完成人形机器人手腕、脚腕、工业臂末端的产品系列开发,已给多家协作机器人、人形机器人客户送样。

触觉传感器:多区域柔性化发展

触觉传感器分布于机器人表面,具备表面压力分布检测和滑移检测等功能。按工作原理可分为:压阻式触觉阵列(柔性基底,覆盖手指表面);电容式触觉传感器(模拟人类皮肤,多模态感知压力、振动、温度等);光学触觉传感器(通过图像分析压力分布,分辨率极高)。触觉传感器正朝着多区域、柔性化、多模态趋势发展。东华测试专注智能化测控系统,传感器产品包括加速度、速度、位移、应变、多维力、声发射、转速、压力等多种类型,产品种类齐全。

电子皮肤:集成多种传感功能的升级方案

电子皮肤为具备仿生性、柔弹性的传感器,借助触觉单元的阵列与集成模仿人类皮肤完成力/力矩、触觉等感知。由基底材料(决定弹性形变性)、电极材料(传输电信号)和功能层材料(将物理量转化为电信号)构成。机器人电子皮肤前沿企业技术大多来源于全球知名高校,技术仍处于偏早期阶段。行业成熟后将使得人形机器人朝人类“五感”方向发展。汉威科技柔性微纳传感器业务由控股子公司苏州能斯达开展,已自研多品种、多量程的柔性微纳传感器(压力、压电、应变、织物),开始给多家机器人整机厂商提供电子皮肤及指腹类传感器供研发使用。
表:灵巧手传感器类型对比
传感器类型功能主要原理技术壁垒
六维力传感器测量3个力+3个力矩应变效应/压电效应最高
触觉传感器表面压力分布、滑移检测压阻/电容/光学
编码器关节位置、速度测量光电/磁电
电子皮肤多模态感知集成柔性传感阵列

Optimus传感系统升级与投资建议

Optimus从Gen1到Gen3,传感系统持续升级。Gen2手指部分(左右手食指、大拇指指尖处)配备传感器进行精密操作;Gen3自由度翻倍,对传感系统的精度和覆盖范围要求进一步提升。特斯拉于2024年4月公布的手指环节专利(腱绳传动方案)中提及腱张力传感器,用于实时监测腱力并调节电机扭矩。随人形机器人量产推进,传感系统市场空间广阔。建议关注传感系统相关标的:柯力传感(力矩传感龙头,六维力传感器已送样)、东华测试(传感器产品种类齐全)、汉威科技(柔性微纳传感器/电子皮肤)。
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