汽车行业人形机器人系列报告（一）：六维力传感器市场加速扩容，国产替代机遇
今天分享的是：汽车行业人形机器人系列报告（一）：六维力传感器市场加速扩容，国产替代机遇与挑战并存
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六维力传感器：人形机器人运动控制的核心增量部件
随着人形机器人产业化进程加速，六维力传感器作为解决运动控制问题的关键零部件，其市场价值与技术壁垒日益凸显。
一、技术特性：高精度解耦与复杂场景适配
六维力传感器可实时测量三维力及三维力矩，适用于力的作用点和方向均随机变化的场景，如机器人末端关节控制、非平整地面行走等。以行走为例，安装于脚踝或足底的传感器可实时采集地面力分布数据，通过控制算法调整步态，实现稳定避障。其核心技术路线为应变式传感器，通过弹性体形变带动应变片阻值变化实现力信号转换，具有稳定性高、精度高的优势，但存在温度漂移、机械滞后等挑战。
技术壁垒集中于标定与测试阶段：需自主研制非标标定设备，处理531441个样本点（一维传感器的6次方），并通过解耦算法消除维间耦合误差。例如，美国ATI等国际厂商通过硅应变片方案实现0.1%FS精度，而国产厂商正逐步突破结构设计与算法解耦难题。
二、市场空间：人形机器人驱动高速增长
当前六维力传感器主要应用于工业机器人（占比超70%），但人形机器人正成为最大增量来源。据测算，2030年全球市场规模有望达144.42亿元（2025-2030年CAGR 49.73%），2035年增至277.80亿元，其中人形机器人贡献超80%需求。单台人形机器人所需传感器数量从2025年的2个增至2030年的4个，单价则从2万元降至0.3万元，成本下降将刺激渗透率提升。
三、竞争格局：国产替代加速推进
国际市场由美国ATI、德国Kistler等主导，占据高端市场。国产厂商起步较晚，但在政策支持下快速追赶：工信部“揭榜挂帅”任务要求2025年前实现低成本、高精度力传感器国产化，《人形机器人创新发展指导意见》将其列为关键基础部件。当前国内第一梯队企业包括坤维科技、鑫精诚，已在协作机器人领域实现批量供货；凌云股份、安培龙等上市公司通过技术合作与产线布局，逐步完成样品送样，部分产品进入小批量生产阶段。
国产替代优势体现在成本与场景适配：国内厂商通过结构优化（减少应变片用量）、规模效应及工艺改进，使传感器成本较进口产品低30%-50%。例如，柯力传感的六维力传感器已送样50余家机器人客户，部分进入批量订单阶段；索辰科技研发的传感器精度达0.1%FS，性能对标国际领先水平。
四、应用场景：从工业到服务的多维拓展
除工业自动化外，六维力传感器在人形机器人领域的应用场景不断延伸：
- 运动控制：解决马拉松赛事中机器人步态不稳问题，提升复杂地形适应性；
- 精细操作：安装于手腕的传感器可感知0.1N力度变化，胜任精密装配、家务操作等任务；
- 人机交互：通过力反馈实现安全协作，如医疗康复、家庭服务等场景。
五、总结：技术突破与产业协同驱动发展
六维力传感器的产业化依赖技术迭代与降本路径的双重突破。国际厂商凭借 decades of engineering experience 占据先发优势，而国内企业通过政策赋能、产学研合作（如凌云股份联合中科院）及并购整合（如索辰科技收购力控科技），正加速缩小差距。未来，随着人形机器人在制造业、服务业的渗透率提升，六维力传感器市场将迎来爆发期，国产厂商有望在中高端市场实现进口替代。
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