隨著機(jī)器人技術(shù)的快速發(fā)展，機(jī)器人應(yīng)用越來(lái)越聚焦于機(jī)器人與環(huán)境發(fā)生交互的場(chǎng)景，如打磨拋光、柔順裝配、醫(yī)療康復(fù)等，對(duì)機(jī)器人柔順控制的需求快速增長(zhǎng)。

力傳感器是機(jī)器人主動(dòng)柔順控制必不可少的部件，在協(xié)作機(jī)器人關(guān)節(jié)以及人形機(jī)器人關(guān)節(jié)、足部和靈巧手中均有廣泛應(yīng)用，直接影響著機(jī)器人的力控制性能。在特斯拉人形機(jī)器人中，力傳感器在旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)和直線關(guān)節(jié)中各有一個(gè)。

此外，力傳感器在人形機(jī)器人的靈巧手中也有廣泛應(yīng)用前景，特斯拉人形機(jī)器人的靈巧手通過(guò)空心杯電機(jī)驅(qū)動(dòng)，尚未接入力傳感器，但通過(guò)腱繩驅(qū)動(dòng)的靈巧手，將會(huì)加入多個(gè)力傳感器，代表廠商如NASA等。另外，力矩和位置結(jié)合，機(jī)器人可以實(shí)現(xiàn)更加柔性的控制。

在機(jī)器人力控解決方案中，六維力傳感器是目前應(yīng)用最廣泛力覺(jué)傳感器。

據(jù)貝哲斯統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，2022年全球力矩傳感器市場(chǎng)規(guī)模達(dá)到約572億元，2028年有望達(dá)到805億元，復(fù)合增速約為5.84%。

中國(guó)市場(chǎng)六維力/力矩傳感器機(jī)器人行業(yè)銷量同比增62.58%，市場(chǎng)規(guī)模同比增長(zhǎng)54.35%。

雖然目前六維力和力矩傳感器市場(chǎng)基數(shù)依然偏小，尚未形成明顯規(guī)模效應(yīng)，但隨著人形機(jī)器人的逐步放量，力傳感器和六維力矩傳感器有望快速增長(zhǎng)。

力傳感器行業(yè)概覽

機(jī)器人力控方案主要分為三類：電流環(huán)力控、被動(dòng)力控（彈性體）和力矩/力傳感器力控。在各類方案中，力傳感器力控被認(rèn)為是在人形、協(xié)作機(jī)器人上應(yīng)用的最佳方案。

在進(jìn)行機(jī)器人操作時(shí)，施加力度的精準(zhǔn)控制往往非常困難，因此需要使用力矩/力傳感器進(jìn)行監(jiān)測(cè)與調(diào)節(jié)。力矩/力傳感器可以感知外部力的變化，并根據(jù)這些變化做出相應(yīng)的調(diào)整，以使機(jī)器人能夠準(zhǔn)確執(zhí)行任務(wù)。

力覺(jué)傳感器是一種能夠感知并度量力的傳感器，它通常由感應(yīng)元件和轉(zhuǎn)換元件組成。這種傳感器被廣泛應(yīng)用于協(xié)作機(jī)器人打磨、拋光碰撞檢測(cè)等領(lǐng)域，用于監(jiān)測(cè)、檢測(cè)和記錄施加在其上的線性力和旋轉(zhuǎn)力。

根據(jù)測(cè)量維度的不同，力覺(jué)傳感器可以被分為一至六維力傳感器。在這些傳感器中，六維力傳感器，也叫作六維力/力矩傳感器、六軸力傳感器、F/T傳感器，能夠同時(shí)測(cè)量中性坐標(biāo)系（OXYZ）內(nèi)的三個(gè)力（FX、FY、FZ）和三個(gè)力矩（MX、MY、MZ）。因此，它能夠提供最為全面精準(zhǔn)的力覺(jué)信息，被認(rèn)為是維度最高的力覺(jué)傳感器。

力矩傳感器按照力的維度分類：

資料來(lái)源：海伯森

六維力矩傳感器的單價(jià)較為昂貴，根據(jù)e-motion supply和愛(ài)采購(gòu)網(wǎng)站的數(shù)據(jù)，例如ATI機(jī)器人所使用的mini45、axia80 m8、nano43等型號(hào)的進(jìn)口價(jià)格均超過(guò)了3萬(wàn)元人民幣，而大型傳感器omega191的進(jìn)口價(jià)格更是高達(dá)10.5萬(wàn)元。

目前，六維力傳感器主要應(yīng)用于多個(gè)領(lǐng)域，包括但不限于汽車行業(yè)的碰撞測(cè)試、輪轂、座椅等零部件測(cè)試，以及航空航天、生物力學(xué)、醫(yī)療領(lǐng)域、科研實(shí)驗(yàn)、機(jī)器人與自動(dòng)化等。

力傳感器應(yīng)用廣泛：

資料來(lái)源：力準(zhǔn)傳感官網(wǎng)

力傳感器市場(chǎng)格局和龍頭梳理

高性能六維傳感器價(jià)格普遍較高，從幾千到上萬(wàn)不等，凸顯了其高價(jià)值。由于技術(shù)壁壘較高，國(guó)內(nèi)能夠?qū)崿F(xiàn)量產(chǎn)的企業(yè)較少，而美日企業(yè)則具有明顯的先發(fā)優(yōu)勢(shì)。

在日韓地區(qū)，Robotous、Sintokogio、WACOH-TECH等是典型的六維傳感器品牌；而在歐美地區(qū)，ATI、OnRobot、SCHUNK和霍尼韋爾等則是該領(lǐng)域的知名企業(yè)。

國(guó)產(chǎn)六維力傳感器與外資主流傳感器在靈敏度、串?dāng)_、抗過(guò)載能力及維間耦合誤差等方面仍存在差距。

國(guó)內(nèi)參與者主要是鑫精誠(chéng)、宇立儀器（安川電機(jī)、KUKA、ABB的力傳感器合作商）、坤維科技（瀚川智能參股，供貨給節(jié)卡、遨博、睿爾曼、大族等國(guó)內(nèi)協(xié)作機(jī)器人廠商），鑫精誠(chéng)、海伯森、藍(lán)點(diǎn)觸控、昊志機(jī)電、神源生智能、瑞爾特測(cè) 控等，柯力傳感、漢威科技、中航電測(cè)等在一維、二維力傳感器領(lǐng)域具有領(lǐng)先地位。

整體來(lái)看，近年來(lái)力傳感器需求受機(jī)器人放量而快速增長(zhǎng)，從事一維力（力矩）傳感器的廠商眾多，具備六維力傳感器生產(chǎn)能力的廠商完全具備一維力傳感器生產(chǎn)能力。

2022年國(guó)內(nèi)六維力傳感器市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)格局：

資料來(lái)源：GGII

結(jié)語(yǔ)

隨著機(jī)器人技術(shù)的不斷發(fā)展，力矩傳感器已成為機(jī)器人應(yīng)用中不可或缺的一部分。未來(lái)，隨著機(jī)器人應(yīng)用場(chǎng)景的不斷拓展，多維力矩/力傳感器的市場(chǎng)需求將會(huì)持續(xù)增加，行業(yè)空間廣闊。

文章來(lái)源：樂(lè)晴行業(yè)觀察

審核編輯：湯梓紅