汽車行業(yè)是我國制造業(yè)的第一大產(chǎn)業(yè)，年產(chǎn)值超過10萬億。那么，下一個能夠接近甚至超過汽車行業(yè)規(guī)模的制造業(yè)是哪個？沒錯，就是“人形機器人”產(chǎn)業(yè)。人形機器人在政務(wù)、工業(yè)、商業(yè)和家庭各個領(lǐng)域都有很多的應(yīng)用場景可以挖掘，將是一個數(shù)萬億甚至十萬億的巨大藍海市場。

    對于一個城市或一家企業(yè)，如果未來十年錯過了人形機器人的產(chǎn)業(yè)機會，那就相當于過去十年錯過了新能源汽車的產(chǎn)業(yè)機會，一個百年一遇的巨大產(chǎn)業(yè)機遇將與你無緣。

    中投顧問推出的《2025-2029年中國未來產(chǎn)業(yè)之人形機器人行業(yè)趨勢預(yù)測及投資機會研究報告》，詳細分析了人形機器人的產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀和趨勢，能幫助你把握人形機器人產(chǎn)業(yè)的投資機會。

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　　一、力傳感器：機器人精細操作的“感知基石”

　　(一)多維力傳感器的奧秘

　　力傳感器，本質(zhì)上是一種能將力的量值巧妙轉(zhuǎn)化為電信號的精密器件，常被稱作扭矩傳感器，其“觸角”廣泛延伸至動力設(shè)備、工程機械、各類工作母機以及工業(yè)自動化系統(tǒng)，已然成為不可或缺的核心部件。

　　按照測量維度區(qū)分，力傳感器家族成員豐富，從一維至六維各顯神通。測量維度與技術(shù)難度呈正相關(guān)，當下市場上，一、三、六維力矩傳感器較為常見。

　　一維力傳感器恰似一位“專一”的測量員，當力的方向和作用點固定時，它便能大顯身手。其標定坐標軸為OZ軸，只要被測量力F精準與0Z軸重合，一維力傳感器就能精準完成測量任務(wù)，輸出可靠數(shù)據(jù)。

　　三維力傳感器則如同一位“靈活應(yīng)變”的高手，面對力的方向隨機變化，但作用點保持不變且與傳感器標定參考點重合的情況，它能同時測量Fx、Fy、Fz這三個分力，全方位捕捉力在三維空間中的動態(tài)變化，為復(fù)雜工況下的力測量提供精準方案。

　　六維力傳感器堪稱“全能感知大師”，無論力的方向還是作用點在三維空間內(nèi)如何隨機變化，它都能沉著應(yīng)對，同時測量Fx、Fy、Fz、Mx、My、Mz六個分量，將力的全方位信息盡收囊中。憑借高測量維度優(yōu)勢，六維力傳感器常被安裝在傳統(tǒng)機器人底座或末端位置，在檢測、預(yù)防、控制、示教、測量、保護等諸多場景發(fā)揮關(guān)鍵作用，隨著智能制造與機器人產(chǎn)業(yè)蓬勃興起，高精度六維力傳感器未來市場潛力巨大。

　　從敏感元件感應(yīng)機理來看，六維力/力矩傳感器又可細分為應(yīng)變片式、光學(xué)式和壓電/電容式。電阻應(yīng)變式依托應(yīng)變片-電阻效應(yīng)，通常采用硅應(yīng)變片或金屬箔，將力轉(zhuǎn)化為應(yīng)變片電阻阻值變化輸出;光學(xué)式中基于光纖布拉赫光柵(FBG)的光纖式力傳感器較為常見，通過光纖、光柵感知形變進而轉(zhuǎn)化為力;壓電式利用壓電材料的壓電效應(yīng)，當敏感元件受力變形時，內(nèi)部極化產(chǎn)生等量相反電荷，常用于動態(tài)測量，電容式則借助極距變化引發(fā)電壓改變來實現(xiàn)力的測量。

　　(二)人形機器人帶來的新契機

　　2022年，ChatGPT橫空出世，具身智能概念再度升溫，為人形機器人發(fā)展注入全新想象空間。具身智能讓人工智能擁有環(huán)境感知交互能力，人形機器人順勢成為具身智能算法的關(guān)鍵載體。2023年，特斯拉新款Optimus人形機器人驚艷亮相，完成電機扭矩控制、環(huán)境探測與記憶等復(fù)雜任務(wù)，力控表現(xiàn)愈發(fā)精確靈敏。未來，人形機器人配備AI、視覺、力覺等多元傳感器，實現(xiàn)觸覺、力覺和視覺等多信息融合的力控模式，無疑將為六維力傳感器在人形機器人領(lǐng)域開辟廣闊發(fā)展天地。

　　二、競爭格局：外資主導(dǎo)，國內(nèi)奮起直追

　　多維力矩傳感器技術(shù)壁壘高聳，長期以來，歐美、日韓企業(yè)憑借先發(fā)優(yōu)勢，在攻克對所測力分量敏感的單調(diào)性和統(tǒng)一性難題，以及解決結(jié)構(gòu)加工工藝偏差、算法解耦和電路實現(xiàn)等關(guān)鍵問題上搶占先機，主導(dǎo)國際市場。Robotous、Sintokogio、WACOH-TECH、ATI、OnRobot、SCHUNK等國際品牌聲名遠揚。

　　國內(nèi)市場方面，第一梯隊廠商各有側(cè)重。依據(jù)GGII統(tǒng)計，按2022年國內(nèi)協(xié)作機器人領(lǐng)域用六維力矩傳感器出貨量劃分，ATI、宇立儀器、坤維科技、鑫精誠脫穎而出。ATI先發(fā)優(yōu)勢顯著，應(yīng)用領(lǐng)域廣泛;宇立儀器聚焦工業(yè)機器人力控打磨與汽車碰撞測試;坤維科技攜航天級技術(shù)主攻協(xié)作、服務(wù)、人形機器人市場，同時向醫(yī)療和運動健康領(lǐng)域拓展;鑫精誠憑借成本可控優(yōu)勢深耕3C行業(yè)。國內(nèi)企業(yè)雖起步稍晚，但正憑借差異化競爭策略，逐步在市場中站穩(wěn)腳跟。

　　三、市場空間：潛力無限，增長迅猛

　　基于人形機器人工作原理深入剖析，其對力傳感器需求巨大。預(yù)計每臺人形機器人需要26個一維力傳感器、10個旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)力矩傳感器和4個六維力傳感器。

　　末端執(zhí)行機構(gòu)如手腕、腳踝處，由于手部力控和腳部力控執(zhí)行過程中力臂較長且隨機變化，對精度要求極高，一維、三維力傳感器難以勝任，六維力傳感器成為不二之選，預(yù)計共需使用4個。

　　旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)因力的感知相對簡單，適配力矩傳感器，需10個;直線關(guān)節(jié)與靈巧手則使用一維力傳感器，分別需14個與12個。

　　當前，力傳感器市場已然開啟高速增長模式，預(yù)計2023年到2030年的年復(fù)合增長率(CAGR)可達86%。粗略估算，按單個一維力傳感器500元、旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)力矩傳感器5000元、六維力傳感器25000元計價，2023年三類傳感器市場空間分別約為2.76億元、10.61億元、21.22億元，總市場空間約34.58億元。伴隨人形機器人銷量井噴以及國產(chǎn)化進程推進帶來的成本下降紅利，到2030年，傳感器市場總體規(guī)模有望飆升至2681億元，前景一片光明。

　　四、柯力傳感：力傳感器領(lǐng)域的“國貨之光”

　　柯力傳感(603662.SH)作為智能傳感器行業(yè)的領(lǐng)軍者，多年來專注于物理量傳感器研發(fā)生產(chǎn)，為不同工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)及多場景應(yīng)用提供一站式解決方案。自力學(xué)領(lǐng)域啟航，融合多元物理技術(shù)，不斷拓展產(chǎn)品版圖，構(gòu)建多維度產(chǎn)業(yè)布局，在稱重傳感器領(lǐng)域更是連續(xù)十余年穩(wěn)坐市占率第一的寶座。

　　2024年，柯力傳感發(fā)展勢頭強勁。上半年營業(yè)總收入達5.55億元，同比增長9.42%;扣非凈利潤9998.89萬元，同比增長5.73%，創(chuàng)歷史新高。經(jīng)營活動現(xiàn)金流量凈額6914.48萬元，同比增長84.46%，資金回籠高效，現(xiàn)金流管理卓越，彰顯企業(yè)穩(wěn)健運營實力。

　　在人形機器人產(chǎn)業(yè)機遇面前，柯力傳感主動出擊，力傳感器研發(fā)成果斐然。多款扭矩傳感器、多維力傳感器(二維、三維、六維)已完成送樣試制。其中，六維力/力矩傳感器針對人形機器人手腕、腳腕及工業(yè)臂、協(xié)作臂末端的產(chǎn)品系列開發(fā)圓滿完成，成功攻克結(jié)構(gòu)解耦、算法解耦、高速采樣通訊等關(guān)鍵技術(shù)難題。產(chǎn)品已向國內(nèi)多家協(xié)作機器人、人形機器人客戶送樣，進展順遂，并于2024年9月向華為送樣，測試穩(wěn)步推進，驗收在即。

　　觸覺傳感器研發(fā)上，柯力傳感攜手多家企業(yè)、院校，開啟自研征程，當前處于研發(fā)驗證關(guān)鍵階段。市場拓展層面，積極與產(chǎn)業(yè)鏈上下游聯(lián)動，構(gòu)建機器人領(lǐng)域合作生態(tài)，已收獲部分協(xié)作機器人客戶批量訂單，向多家人形機器人客戶送樣成果顯著。

　　展望2025年，柯力傳感躊躇滿志，計劃全面突破機器人全身傳感器技術(shù)，涵蓋六維力、力矩、編碼器、視覺、觸覺、嗅覺等前沿領(lǐng)域，預(yù)計實現(xiàn)小規(guī)模量產(chǎn)，并斬獲首筆商業(yè)訂單。隨著人形機器人市場蓬勃發(fā)展，柯力傳感有望憑借深厚技術(shù)積淀與前瞻市場布局，在人形機器人產(chǎn)業(yè)中脫穎而出，為自身業(yè)績增長注入澎湃動力，更為國產(chǎn)力傳感器產(chǎn)業(yè)書寫輝煌篇章。