力传感器行业专题报告：力学感知，星辰已现，蓝海可期

（报告出品方/作者：华创证券，范益民、丁祎）

一、力/力矩传感器：感知并度量力/力矩信号

力/力矩传感器将力/力矩信号转化为电信号。传感器是指能感受规定的被测量并按照一定 的规律(数学函数法则)转换成可用信号的器件或装置。力传感器是将力的大小转换成相关 电信号的元件。力传感器主要由力敏元件、转换元件和电路三部分组成，可以检测张力、 压力、重量、扭矩、应变和内应力等机械量，已成为动力设备、工程机械、各种工作机 械、工业自动化系统不可或缺的核心部件。

力传感器分类标准众多，根据测量维度可分为一维至六维传感器；根据转化元件可分为 电阻应变式、光学式、压电式和电容式传感器；根据使用场景又可分为力传感器可分为 压力、称重（衡器）和力矩传感器。 根据测量维度，力传感器可分为一维至六维传感器。一维力传感器测量一个方向的力， 力的方向和作用点固定并与一维力传感器的标定坐标轴一致，可对力进行精确测量；三 维力传感器测定三个正交方向的力，力的方向随机变化，但力的作用点保持不变并与传 感器的标定参考点重合；六维力传感器可在指定的直角坐标系内同时精确测量 Fx、Fy、 Fz 三个方向的力信息和 Mx、My、Mz 三个方向的力矩信息，力的方向和作用点都在三 维空间内随机变化。

根据转化元件，力传感器主要包括电阻应变式、光学式、压电式和电容式传感器。电阻 应变式传感器测量原理是将应变片粘贴在弹性体上，作用在弹性体上的外载荷使应变片 随之形变，应变片的电阻阻值随载荷大小线性变化，并通过测量系统测量这一信号变化 并输出对应力值；光学式传感器的核心零件是光纤，基于光纤传感技术，将被测量转换 为光学参数的变化量从而进行测量；压电式传感器是一类基于石英、压电陶瓷和压电薄 膜等晶体材料的压电效应测量力信号的传感器；电容式传感器主要利用外力引起电容形 变，导致其电容量产生变化来测量力值。

根据使用场景，力传感器可分为压力传感器、称重传感器（衡器）和力矩传感器。压力 传感器用于测量液体与气体的压强，是压力检测仪表的重要组成部分；称重传感器（衡 器）将作用在被测物体上的重力按一定比例转换成可计量的输出信号；力矩传感器分为 动态和静态两大类，对各种旋转或非旋转机械部件上对扭转力矩感知的检测。

（三）力传感器产业链加速发展，赋能各行各业

力传感器上游材料供应商充足，下游领域所涉范围广泛。根据测量原理不同，力传感器 产业链上游为半导体材料、陶瓷材料、有机材料、金属材料等；中游主要包括力传感器 的制造与封装工序；产业链下游应用广泛，包括汽车电子、通信电子、消费电子、工业电子等多种领域，其中汽车电子、消费电子、工业制造为传感器的主要下游应用，新型市 场如物联网、人形机器人的崛起也推动需求的持续扩张。

二、六维力传感器下游应用广泛，精度需求带来高技术壁垒

（一）六维力传感器提供最高维度的力觉信息，结构多样复杂

六维力传感器提供最高维度的力觉信息，应用于高精尖领域。六维力传感器提供三轴力 和三轴力矩反馈，是维度最高的力觉传感器，能给出最为全面的力觉信息，目前主要应 用于检测、预防、控制、示教、测量和保护场景。随着机器人的发展进入智能机器人阶 段，智能机器人的“触觉”、“力觉”和“听觉”主要通过其配备的传感器得以实现。其 中，六维力传感器作为测量机器人末端操作器和外部环境相互接触或抓取工件时所承受 力和力矩的传感器，为机器人的力控制和运动控制提供了力感信息，从而对完成一些复 杂、精细的作业，实现机器人智能化起着重要作用。六维力传感器有较大的技术难度和 使用难度，已被工信部纳入重点发展的核心零部件范畴。

六维力传感器结构符合性能要求，耦合方式多样。六维力传感器一般分成上台（或内圈）、 下台（或外圈）、测力梁和应变计。当上台（或内圈）和下台（或外圈）有相对受力时， 测力梁产生与外力大小成比例的应变，应变计将该应变转换成电信号输出。中性坐标系 一般位于传感器的几何中心。其耦合方式包括矩阵解耦型和结构解耦型，矩阵解耦型六 轴力传感器有 6 到 12 个通道输出，各路输出相互耦合；结构解耦型六轴力传感器只有 6 个通道输出，各路输出相互独立。

六维力传感器主要分为应变片式、光学式以及压电/电容式。根据传感元件的不同，六维 力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，下游尚未得到广泛应用。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。

（二）六维力传感器应用场景多元，助力制造性能提升

六维力传感器广泛应用于汽车制造业，提升效率、安全性和可靠性。在汽车制造中，六 维力传感器可以用于测试引擎、变速器、转向装置等各种零部件的性能，六维力传感器 被广泛地用在汽车安全设备测试、高速碰撞测试、性能测试、车身刚度测试和车辆动力 学测试中。它们在确定新车和部件设计的完整性和最优化方面都能发挥重要作用，同时 还有助于保证效率、安全性和正确的功能。在智能汽车发展和新能源汽车的需求拉动下， 六维力传感器应用领域广阔。

六维力传感器运用于医疗手术和康复领域，助力医学领域发展。手术机器人的力感知可 作为力反馈的依据以提升手术的安全性。根据临床场景的不同，手术机器人主要分为腔 镜机器人、骨科机器人，穿刺机器人、经自然胶道机器人、泛血管机器人等五类机器人。 目前，协作机械臂+六维力传感器的组合已广泛应用于血管介入手术机器人、外科手术机 器人、医疗检测机器人及远程提控机器人等，中国手术机器人行业处于早期发展阶段， 增长潜力较大。GGII 预计，未来 3-5 年，骨科机器人和泛血管手术机器人将占手术机器 人市场的 20%以上。随着技术的不断进步和应用的深入，六维力传感器在医疗领域的应 用前景将会更加广阔，六维力传感器产品将逐渐成为类似应用场景中的刚需。

六维力传感器提高航空航天系统的整体性能。航空航天领域是六维力传感器最早的重要 应用领域之一，可用于测量风洞试验、飞机、卫星、火箭等飞行器各种运动状态下的六 维力信息，通过这些信息，飞行器可以更加准确地感知环境，控制姿态，完成各项任务。 随着航空航天技术的不断发展和应用的深入，六维力和力矩传感器还可以用于飞机制造、 飞行器着陆和起飞过程的监测、机械臂控制、结构健康监测等领域。

六维力传感器应用于多关节机器人和协作机器人，在多领域需求持续提升。在机器人应 用领域，六维力传感器主要应用于高精度抛光打磨、铣削、焊接及高精密装配等场景的 多关节机器人以及对传感性能要求更高的协作机器人。在工业制造领域，通过安装在协 作机器人的末端，用以实现高精密柔性装配、焊接、去毛刺作业、拖动示教等应用。在商 业应用领域，可以让机器人更加智能地感知人体部位的力度和压力，实现更加准确和舒 适的按摩理疗服务，目前已经成为一个新兴的趋势。在医疗领域，通过安装在协作机器 人的末端的六维力传感器可以帮助手术机器人感知人体各个方面的实时参数，包括力量、 重量等，从而实现更精细、高质量的手术操作，降低手术风险。

六维力传感器在人形机器人中旋转执行模组和直线执行模组发挥重要作用。人形机器人 中，六维力矩传感器主要用在对柔顺控制要求高的手腕和脚踝。2023 年，特斯拉新款 Optimus 人形机器人完成了扭矩和力度控制，在面对环境检测与记忆等复杂任务时，在力 控方面表现得更加灵敏。未来，人形机器人将通过配备（A1、视觉、力觉等) 传感器，呈 现出多信息融合(触觉、力觉和视觉等)的力控实现形式，将为六维力传感器在人形机器人 领域的应用带来巨大的发展空间。

（三）六维力传感器核心参数指标包括串扰、精度和准度，标定检测技术壁垒高

六维力传感器的测量准确度由串扰、精度、准度等性能决定。串扰指标用来衡量多维力 传感器各测量方向间的耦合影响，可以反映测量误差水平，是体现产品性能的关键指标 之一。以六维力传感器为例，串扰指标只能大概表明产品的耦合干扰情况，使用精度和 准度这两个指标准确描述测量误差水平；精度衡量的是测量结果之间的重复性。其检定 方法是，在相同环境条件下，在额定载荷范围内，进行多次重复联合加载相同一组载荷 后，计算得到的传感器测量值的标准差，并除以量程；准度衡量的是测量结果与理论真 值的偏离程度。其获得的方法是，对传感器进行多组多维联合加载，计算得到的传感器 测量值与所加载荷理论真值之间的标准偏差，并除以量程。

六维力传感器技术壁垒高，核心难点在于结构/算法解耦、标定检测、材料配方。标定解 耦是六维力传感器提高使用精度的主要方法。标定就是指通过对六维样本空间中的样本 点进行精确加载，建立传感器信号与力和力矩的映射关系，获得解耦算法的数学模型和 参数。因此，标定工作是六维力传感器研发阶段不可或缺的环节，六维力传感器标定装 置的设计研发以及解耦算法的研究有着极为重要的工程实际意义。

静态标定为现有主流研究方向，但存在较多局限性。标定形式根据其加载方式分为静态 和动态，其中静态标定较容易实现，成为现在的主流研究方向。通过优化力源的加载方 式来进行标定装置的设计，通过六个力或力矩在空间上的合理布局，以实现对传感器六 维力的标定。但是现有的标定装置存在较多的局限性，比如加载载荷有限、无法进行复 合加载、无法加载所有维度正负方向、维间耦合较大等等缺陷。这些局限性因素很大程 度上限制了六维力传感器标定的有效性，同时对于六维力传感器的最终使用精度有着很 大的影响。

维间耦合降低传感器的检测精度，解耦算法为重要的解耦手段。解耦算法的选择是标定 中最为重要的部分，解耦算法的解耦精度直接决定了六维力传感器的最终使用精度。由 于传感器自身加工工艺，或者结构设计精度等会引入耦合，并且传感器弹性体的结构设 计，弹性体蠕变、温漂、以及贴片精度等因素均会产生误差，使得作用在单一维度上载 荷同样会对其余维度的输出电压产生影响，这便是维间耦合。维间耦合会大大降低传感器的检测精度，通过解耦算法进行解耦方法相对简单，成本较低，是主要的解耦手段。

三、力传感器市场进入高速增长期，市场扩容加速国产替代

（一）力传感器市场空间广阔，六维力迎来发展黄金时期

力觉传感器市场有望迎来爆发式增长，市场具有较大潜力。据 markets and markets 预测， 全球力传感器市场规模将由 2019 年的 18 亿美元增长到 2024 年 23 亿美元，期间 CAGR 为 5.0%。依托于庞大的工业、制造业，中国市场在全球市场中保持较快增速。从产品结 构来看，压力传感器市场占比为 19%。未来随着物联网的快速发展和智能化产品需求的 增加，力觉传感器市场空间有望迎来爆发式的增长。

我国六维力传感器仍为小众市场，有望进入高速增长期。据高工机器人产业研究所（GGII） 数据显示，2022 年我国市场六维力/力矩传感器销量 4840 套，同比增长 62.58%。2023 年 我国市场六维力/力矩传感器销量有望突破 6700 套，同比增速近 40%。从整体的出货量 来看，目前六维力传感器市场基数依然偏小，尚未形成明显规模效应。随着入局者的持 续增加，叠加下游细分市场认知的逐年提升，六维力传感器有望进入高速成长期，期间 将伴随多技术路线、产品矩阵的完善、产品成本的下降以及国产化率的提升。

（二）机器人：工业机器人智能化带动需求提升，人形机器人考虑性价比或采用一维力

我国工业机器人市场取得快速发展，下游应用加速拓展。近年来，工业机器人出货量稳 健增长，2022 年我国工业机器人销量突破 28 万台，同比增速 10%。2021 年来，海外订 单回流及用工难现象加速企业机器换人进程，下游行业和应用场景不断开拓，锂电、光 伏、金属加工、食品饮料等一般工业市场的机器人渗透率大幅度提升，同时机器人产品 性能及方案智能化程度进一步优化，实现工业机器人市场复苏且行业及应用加速拓展。

赋予工业机器人力觉，打造全流程解决方案。通过整合先进的感知技术和智能控制系统， “多维力传感器→工业机器人本体→机器人力控解决方案→下游应用”的全流程方案， 需要为工业机器人赋予精细的力觉，使其能够感知和适应不同的力度环境。力控解决方 案的引入使工业机器人能够更准确地执行各种任务，从而推动着机器人技术在工业、医 疗和服务领域的广泛应用。这一创新不仅提升了机器人的操作效能，同时也为人机协作 和自动化领域带来了更为广阔的发展前景。

人形机器人弥补劳动力市场短缺问题，增量市场巨大。 理想估计：高盛预测，如果克服诸如产品设计、用例、技术、可负担价格，以及广泛公众 接受度等障碍，到 2035 年市场规模将达 1520 亿美元，CAGR 可达到 94%，与电动汽车 市场旗鼓相当，相当于 2021 年智能手机市场规模的三分之一，很大程度上解决制造业和 老年护理等领域劳动力短缺的问题。理想状态下，到 2030 年，人形机器人出货量可能达 到 100 万台，并有可能成为继智能手机、电动汽车之后的下一个被广泛采用的设备。 中性估计：高盛预测，预计 2025-2035 年人形机器人销量 CAGR 约为 40%。在未来 10 到 15 年，市场规模将至少达到 60 亿美元，弥补美国 40 亿美元的制造业劳动力市场短缺（到 2030 年），以及全球 2%的老年护理劳动力市场短缺（到 2035 年）。

一维力/力矩解决方案性价比更高，单 BOT 力/力矩传感器价值量约为 84000 元。根据特 斯拉 AI Day 发布会展示的解决方案，每个旋转执行模组搭配一个力矩传感器，而每个直 线执行模组则配置了一个力传感器；总计单 BOT 需要 28 个力/力矩传感器；结合国产厂 商定价，我们假定一维力矩传感器的价格为 4000 元/个，一维力传感器的价格为 2000 元 /个，经过测算，单 BOT 的力/力矩传感器价值量约为 84000 元。

考虑到若 Optimus 量产后的规模效应，力/力矩传感器的价格有望快速降低，参考上文测 算的单 BOT 的力/力矩传感器价值量，我们预计：人形机器人出货量 10 万台时，单 BOT 价值量为 60000 元；人形机器人出货量 50 万台时，单 BOT 价值量为 42000 元；人形机 器人出货量 100 万台时，单 BOT 价值量为 30000 元。当特斯拉 Optimus 出货量分别为 10、50、100 万台时，预计单维力/力矩传感器市场规模可分别达到 60、210、300 亿元。

人形机器人产业化加速，六维力传感器市场蓝海可期。在人形机器人核心零部件中，力/ 力矩传感器作为机器人重要组成部分，是力控摆动、稳定控制的核心，可精准测量随机 变化的力。一维、三维传感器难以满足精确测量要求，六维力传感器分布在机器人腕部、 踝部、肘关节，分别测量手关节和落脚时所受的力和力矩，控制机器人的身体姿态维持 平衡，是技术壁垒最高的产品之一，在人形机器人成本中占比约为 15%。

基于如下假设，我们对六维力传感器的潜在市场空间进行测算： 1） 每台人形机器人在腕部、踝部、肘关节共使用 6 个六维力传感器（不考虑指尖微型六 维力传感器）。 2） 六维力传感器单价随量产进程逐年下降：目前六维力传感器价格为 10,000 元左右， 随着产量扩大价格下降，依据目前市场价格预计未来六维力传感器平均价格，人形机 器人出货量 10 万台时，单价为 6,000 元；人形机器人出货量 50 万台时，单价为 4,500 元；人形机器人出货量 100 万台时，单价为 2,500 元。 由此计算出，在特斯拉 Optimus 出货量分别为 10、50、100 万台时，六维力传感器市场 规模可分别达到 36、135、150 亿元。目前全球人形机器人行业处于发展的早期阶段，人 形机器人尚未实现量产，商业化程度极低，对未来产业化前景依然保持较大的预期。尽 管六维力和力矩传感器市场基数依然偏小，尚未形成明显规模效应，但市场高增长率表 明人形机器人对于六维力传感器仍然有着强烈需求。一旦人形机器人进入量产阶段，六 维力传感器将成为一个崭新且空间庞大的蓝海市场。

（三）国内厂商加速布局，国产替代势在必行

全球各地区企业特点明显，我国布局厂商增多。从代表企业分布来看，全球六维力传感 器主要分为日韩品牌、欧美品牌和国产品牌三大阵营，各阵营企业呈现不同的配套特点。 日韩地区六维力传感器厂商主要配套当地机器人本体厂商。欧美地区六维力传感器厂商 可分为传统的传感器生产商和全球知名的机器人末端工具生产商，其合作企业以协作机 器人本体厂商为主。近几年，我国布局六维力传感器领域的国产相关厂商越来越多，柯力传感、坤维科技、宇立仪器、鑫精诚、海伯森、蓝点触控、神源生智能、瑞尔特测控 等，均已有相关的产品落地并进入产业化应用。

传感器国产化趋势强劲，国产厂商占据六维力传感器出货量前列。从国产化率来看，我 国传感器行业目前大约 60%的敏感元件和传感器仍依赖进口，中高端传感器的研发与制 造能力存在较大短板。国内智能传感器国产化率从 2016 年的 13%增长至2020年的 31%， 复合增速 24%，预计未来国产化率将进一步提升。随着下游客户对本土品牌认可度逐渐 提高、国产厂商本土化优势逐渐放大、国家政策强力推动下，力传感器国产替代势在必 行。

国内厂商可划分三个梯队，龙头厂商具有一定量产能力。根据 2022 年国内市场销量口径 看 ATI、宇立科技、鑫精诚、坤维科技位于第一梯队，各家下游厂商应用侧重有所差异。 ATI 作为龙头经过多年积累，应用面相对较广，宇立、坤维和鑫精诚则分别集中在工业机 器人磨抛行业与汽车碰撞测试行业、协作与医疗机器人、3C 行业中。

六维力传感器性能对标国际龙头，价格优势助力国产替代。受益于机器人市场需求催化， 我国六维力传感器市场近年来入局者逐年增加，受限于该领域的高技术壁垒，国产传感 器与外资主流传感器在灵敏度、串扰、抗过载能力及维间耦合误差等方面仍存在差距， 但性能差距在迅速缩小。从成本来看，海外老牌厂商生产的六维力传感器售价在几万元 一只，而以鑫精诚为代表的国产六维力传感器在满足客户交付需求的基础上，可低至 2000 元一只，显著的价格优势有望加速推动国产替代。

四、本土企业百家争鸣，奋楫笃行

（一）柯力传感：力学传感市占率多年全国第一，加速向传感器平台型公司迈进

国内应变式传感器龙头，横纵向拓宽产品矩阵。公司自成立以来立志打造自有品牌，走 自主创新之路。通过建立严格的质量管理体系以及持续的技术研发投入，公司生产的产 品取得了行业内主要的国际国内认证，树立了自身的品牌地位。在国内市场，公司是多 年全国第一市场占有率力学传感器品牌；在国外市场，实施差异化的品牌战略，高端品 牌 SNK、中端品牌 OAP，以及高性价比品牌 KELI 在行业中拥有较高的知名度。2021 年 工业和信息化部产业政策司和中国工业经济联合会发布了“第五批全国制造业单项冠军 示范企业和产品”名单中，公司入选为应变式传感器细分市场的“单项冠军培育企业”。

六维力传感器已处于小批量试制。柯力自研的三维力、六维力等多维力传感器已处于小 批量试制阶段，具有高精度、高灵敏度、抗偏载能力强、维间耦合小等特点，可应用于机 器手臂运动、医疗设备等高精尖场景。

重视产品研发，专利数量众多。称重元件及相关系统服务自诞生以来就有着多学科交叉、 技术密集的特点立品技术含量高，生产工艺相对复杂，产品和技术更新难度较大，企业 的持续发展需要相当程度的技术实力和技术储备。公司重视产品研发，不断加大对技术 及制作工艺改进方面的投入。经过近 20 年的积累和摸索，掌握了较为全面完整的生产技 术和工艺；截止 2022 年，通过自主创新公司已经拥有专利 727 项、计算机软件著作权 424 项(不含参股子公司)。

以技术为核心，提升关键产品性能。公司自主研发的补偿技术、焊接密封技术、高温环 境传感器技术、电源隔离技术及系统非零点处理技术，使得产品能克服材料固有局限， 适应多种使用环境，通过“被动防御”与“主动纠偏”的方式，保证计量数据的准确性与 可靠性，从而能比竞争对手有更大的下游应用领域；同时通讯协议技术、远程指令控制 技术是物联网的基础核心技术，其使得公司产品具有了数据储存与传输功能，实现了使 用者对数据的远程接收、对设备的远程操控，相比于竞争对手的传统产品，有利于客户 提升管理的科学性与便利性，推动产业升级。

产品已通过国内外多项认证，形成行业认证壁垒。由于称量的特殊性，称重物联网相关 产品，尤其是感知层中称重传感器及仪表的生产和销售需要经过一系列严格的认证制度。 公司产品已通过国内外多项认证，国内认证方面，除《计量器具型式批准证书》外，公司 已有 30 多种传感器、仪表获得特种设备型式试验合格证或防爆合格证。国际认证方面， 公司已取得 OIML 认证 50 多项、NTEP 认证 7 项、俄罗斯计量认证 50 多项、乌克兰计 量认证 10 项、CE 认证 50 多项。

销售服务网络遍布全国，实时满足客户需求。公司通过多种营销手段综合运用，实时满 足不同行业客户的需求。公司在国内设立了多个生产基地和物流中心，并根据各物流中 心的覆盖范围以及产品在途时间等情况组织产品备货，实现 300 公里敏捷交付。公司将 国内衡器市场按地域划分成 10 个大区，遍布国内除西藏外的所有省份。在浙江、上海、 江苏、广东、河北建立 9 个专营非衡器业务区域，主要向包装自动化、工程机械、试验 检测设备等行业应用方向开拓市场。

加速海外市场布局，海外业务收入占比持续提升。公司在境外市场的销售主要采取直接 销售和经销商销售相结合的方式。销售业务已覆盖欧洲(俄罗斯、乌克兰、土耳其、德国、 西班牙等) 、东南亚(越南、印尼等) 、南亚(印度等) 、南美(巴西等) 等多个国家及地区。 2022 年，公司的海外营收占比达到 26.23%，直销模式比例达到 89.11%，公司通过积极 开展国际营销、寻求合作伙伴、参加国际展会等方式，掌握海外市场动态，开辟海外仓 储和总代理建设，在许多国家和地区建立了稳固的市场渠道和合作关系，覆盖客户已遍 布全球五大洲一百余个国家或地区。

（二）东华测试：深耕结构力学性能测试分析系统三十载，软硬件独立自主研发

东华测试专注于智能化测控系统的研发和生产，拥有结构力学性能测试分析系统、结构 安全在线监测及防务装备 PHM 系统、基于 PHM 的设备智能维保管理平台、电化学工作 站四大类产品线，包含传感器、测控系统硬件和分析与控制软件平台，所有产品都是自 主研发、设计和生产，拥有独立自主的知识产权。

东华测试目前结构力学测试系统部分应用于土木工程、轨道交通、工程机械、汽车、电 子电器多种民用场景。目前我国数字化转型构建碳中和产业结构正逐步推进，管理数字 化、能源绿色化，以及基础设施智能化转型逐步深入，未来民用场景对生产工具的结构 优化、结构安全的要求有望逐步提高，对于结构优化设计、节省材料、降低能耗、安全保 障也有望进一步提升，结构性力学测试系统的应用范围及空间也有望进一步增大。

（三）坤维科技：力觉传感器研发及应用一站式解决方案

坤维科技从事各类型力觉传感器研发及应用力觉测量一站式解决方案，致力于高性能力 觉传感器的研发、生产、销售及售后服务。常州坤维传感科技有限公司成立于 2018 年， 是一家致力于提供高精度力觉传感器（六轴力传感器）及力控解决方案的企业。公司主 营智能力觉传感器的研发、制造、销售、及技术推广，开发面向机器人及其他智能装备 行业的力觉传感器产品，为机器人及其它智能装备、工业过程监控、产品质量检测、科 研测试测量等领域提供力觉测量解决方案及相关产品。

公司团队掌握力觉测量核心技术，力传感器产品丰富。公司创始团队全部来自于国内航 天科研机构，从事多轴力传感器研发及应用 15 余年。在多轴力测量领域有大量的工程实 践经验，可为客户提供包括传感器订制、结构/传感一体化设计、数据采集、现场测试等 完整的全套解决方案。凭借优秀的产品技术已获得多轴力/力矩传感器结构优化、六轴联 合标校技术等多项发明专利。

（四）鑫精诚：传感器&力控系统解决方案制造商，打造自动化领域品牌

专业提供各类力控系统解决方案，提供 “力控系统解决方案” 与技术创新。深圳市鑫精 诚科技有限公司与深圳市鑫精诚传感技术有限公司，分别成立于 2009 年与 2021 年。公 司专注于微型压力、称重、多轴力、扭力等多样化的智能传感器与控制仪表等工业级产 品的创新研发和精益生产。为 3C 自动化设备、精密医疗、农业、新能源锂电、机器人、 半导体、航空铁路等领域提供 “力控系统解决方案” 与技术创新，以及高校产学研合作。 公司以“质量为本，客户为先，自主创新，智领未来，合作共赢”的经营理念。产品畅销 国内外，合作客户遍布全球。

完善力传感器产品矩阵，下游应用行业分布多元。鑫精诚传感器始终坚持自主创新、质 量为本、科学管理的宗旨、始终坚持提供完善的产品及系统解决方案，最大限度的满足 客户需求。力传感器产品覆盖面广，从事压电测力传感器、D 型单点式称重传感器、多 维力传感器等多种产品的研发制造。下游行业应用多元，在机器人、新能源锂电池、医 疗设备、汽车自动化、机械设备等领域均有覆盖。

（五）宇立仪器：全球先进的六轴力传感器和智能力控打磨厂商

全球先进的六轴力传感器和智能力控打磨厂商，为全球客户提供系列化的解决方案。SRI 宇立仪器是集研发、生产为一体的技术密集型企业，公司主营多轴力传感器、力控打磨 设备和汽车测试设备，围绕力测量和力控制，为全球客户提供系列化的解决方案。多轴 力传感器包括六维力传感器、三维力传感器、一维力传感器和关节扭矩传感器。力控打 磨设备包括 iGrinder 智能浮动力控、力控打磨工具和成套的机器人智能打磨设备。汽车 测试设备包括汽车耐久测试力传感器、汽车碰撞假人力传感器、碰撞力墙和辅助驾驶测 试系统 ADAS。

宇立机器人力控核心技术的迁移，在机器人和汽车业跨界换新。宇立的六轴力传感器和 关节扭矩传感器类型广泛，可适应于各个行业的应用。工业机器人、协作机器人、手术 机器人等领域的六维力传感器需求持续提升，宇立对准了这些市场需求。宇立成功将在 机器人力感知和力控制领域的技术迁移到汽车自动驾驶测试设备中，形成了机器人力控 和汽车测试设备两大关键业务布局，同时为机器人行业和汽车行业的客户提供服务。作 为六维力传感器龙头企业，宇立在机器人、汽车等多方面的庞大市场需求下，快速拓展 产品品种，产能也开始逐渐增长。

五、行业观点及重点公司分析

力/力矩传感器：感知并度量力/力矩信号。力/力矩传感器将力/力矩信号转化为电信号， 主要由力敏元件、转换元件和电路三部分组成。力传感器分类标准众多，根据测量维度 可分为一维至六维传感器；根据转化元件可分为电阻应变式、光学式、压电式和电容式 传感器；根据使用场景又可分为力传感器可分为压力、称重（衡器）和力矩传感器。从产 业链角度来看，力传感器上游为原材料，中游主要包括制造与封装工序，下游为广泛的 应用场景；新兴市场如智能汽车、人形机器人的产业化加速，推动力传感器需求的持续 扩张。

六维力传感器下游应用广泛，精度需求带来高技术壁垒。六维力传感器提供最高维度的 力觉信息，由上台、下台、测力梁和应变计构成。凭借其全方位感知、灵敏度、精确度 高、反馈实时的性能优势，六维力传感器广泛应用于汽车制造、医疗、航空航天和机器 人等高精尖领域。六维力传感器的测量准确度由串扰、精度、准度等性能决定，技术壁 垒高，核心难点在于结构/算法解耦、标定检测和材料配方。

力传感器市场进入高速增长期，市场扩容加速国产替代。据 markets and markets 预测， 全球力传感器市场到 2024 年将达到 23 亿美元，中国市场在全球中占据了重要地位。我 国六维力传感器目前仍为小众市场，尚未形成明显规模效应，2022 年总销量仅为 4840 套， 随着国内布局厂商如柯力传感、坤维科技、宇立仪器、鑫精诚等的持续增加，叠加下游 细分市场认知的逐年提升，六维力传感器有望进入高速成长期，期间将伴随技术路线的 多样化、产品矩阵的完善、下游客户对本土品牌认可度的增加、产品成本的下降以及国 产化率的提升。

一维力/力矩方案仍为性价比首选，六维力方案期待远期降本。根据特斯拉 Optimus 的解 决方案，单 BOT 需要 28 个力/力矩传感器；结合定价，单 BOT 的力/力矩传感器价值量 约为 84000 元。考虑到若 Optimus 量产后的规模效应，我们测算，当 Optimus 出货量分 别为 10、50、100 万台时，单维力/力矩传感器市场规模分别达到 60、210、300 亿元。六 维力传感器价格昂贵，目前售价为 10000 元左右，在仅考虑 Optimus 的腕部、踝部和肘 关节采用此方案的基础上，单 BOT 价值量已达到 60000 元。我们认为，只有当六维力传 感器方案降本效果显著，才更具性价比，依此测算在 Optimus 出货量分别为 10、50、100 万台时，六维力传感器市场规模分别达到 36、135、150 亿元。

本土企业百家争鸣，奋楫笃行。（1）柯力传感：力学传感市占率多年全国第一，通过“内 生+外延”，加速向传感器平台型公司迈进。公司自研的多维力传感器已处于小批量试制 阶段，可应用于机器手臂运动等高精尖场景。（2）东华测试：深耕结构力学性能测试分 析系统三十载，自主研发、设计和生产的产品包含传感器、测控系统硬件和分析与控制 软件平台。（3）坤维科技：从事各类型力觉传感器研发及应用力觉测量一站式解决方案。 （4）鑫精诚：传感器和力控系统解决方案制造商，打造自动化领域品牌。（5）宇立仪器： 全球先进的六轴力传感器和智能力控打磨厂商。

（本文仅供参考，不代表我们的任何投资建议。如需使用相关信息，请参阅报告原文。）

精选报告来源：【未来智库】。「链接」

高灵敏性微弦力学传感器问世 可无干扰检测微组织收缩力

科技日报讯（记者过国忠 通讯员包海霞）记者9月7日从常州大学获悉，该校生物医学工程与健康科学研究院院长邓林红教授团队，成功设计并制备了一种高灵敏性的微弦力学传感器。这标志着我国在对超软细胞微组织生物力学的研究方面取得重要新突破。

邓林红介绍，机械力在生物组织形态发生和重塑中发挥着独特作用，这些力由效应细胞、细胞外基质和组织的力学边界条件共同决定。尽管近年来该领域成为国际研究热点，但对于胚胎发育等重要生理病理过程中超软组织大幅度收缩的生物力学行为及其调控机制的研究，则一直进展非常缓慢，这主要是因为目前的力检测装置在测量过程中对细胞产生不可忽略的反馈力，干扰了组织的自然收缩。

邓林红团队针对相关关键技术难题进行系统研究，成功设计并制备了一种高灵敏性的微弦力学传感器，其微弦结构具有低弹性系数和大可变挠度的优点，能够通过在一对微弦上培养三维细胞微组织，实现实时跟踪观察微组织的收缩以及嵌入其中的微弦的相应变形，进而根据两微弦间距的变化非常灵敏地测量到微组织收缩过程中所产生的力。

“我们研究不仅发现细胞微组织在不同力学边界条件下的力学响应差异非常巨大，还证实细胞的力学响应受到基质硬度和外界力学边界条件的共同影响，更首次揭示了超软组织收缩过程中细胞收缩力与基质张力之间的动态变化关系。”邓林红说。

目前，利用这一独创的测量技术能够在不妨碍微组织大规模收缩的情况下检测其收缩力，同时还发现在一定力学边界条件范围内微组织收缩过程中维持其应变所需收缩力的差异可以达到17倍以上。此外，还证实微组织的收缩力主要由细胞收缩力和胶原基质张力构成。

邓林红告诉记者，该项研究成果今后可广泛应用于超软细胞微组织力学行为的研究，包括胚胎发育、组织工程与再生医学、相关药物的筛选和研发等领域的基础和应用研究。

来源： 科技日报

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