北京
国信证券近日发布人形机器人系列专题之六维力传感器：六维力传感器系人形机器人感知核心部件，重要性高、价值量大。传感器是人形机器人与外界交互的重要桥梁，人形机器人需搭载多种传感器（视觉、力觉、惯性、温度等），其中力传感器重要性高（感知并度量力）、价值量大（头豹研究院测算其在机器人中价值量占比16%）；力传感器按测量维度可分为一至六维，其中六维力可给出最全面力觉信息，在人形机器人上主要安装于手腕、脚踝等部位，助力机器人实现精准感知和柔顺控制。
以下为研究报告摘要：
核心观点
六维力传感器系人形机器人感知核心部件，重要性高、价值量大。传感器是人形机器人与外界交互的重要桥梁，人形机器人需搭载多种传感器（视觉、力觉、惯性、温度等），其中力传感器重要性高（感知并度量力）、价值量大（头豹研究院测算其在机器人中价值量占比16%）；力传感器按测量维度可分为一至六维，其中六维力可给出最全面力觉信息，在人形机器人上主要安装于手腕、脚踝等部位，助力机器人实现精准感知和柔顺控制。
六维力传感器的性能指标、技术路线、结构拆解以及工作原理分析。六维力传感器可测量空间坐标系中3方向力+3方向力矩，1）性能指标：包括串扰、精度、准度、灵敏度、分辨率、过载能力等衡量指标；2）技术路线：应变式、电容式、压电式、光电式等类型，其中应变式技术成熟，精度高、成本较低、应用较为广泛；3）结构拆解：应变式六维力传感器主要元件包括弹性体、应变片、底盘、基座、顶盖等，其中弹性体和应变片是核心；4）工作原理：基于弹性体形变，弹性体上粘贴的应变片发生形变导致电阻值变化，通过测量电路转为电压信号，算法解耦后得到六维力信息。
设计、工艺、检测等维度均有较高壁垒。六维力传感器在结构设计、解耦能力、标定检测、工艺等方面具较高Know how，本质上是一项“系统工程”：1）设计：涉及多个关键点，如弹性体选择与优化、应变片设计与选择等，弹性体需平衡刚度与灵敏度，应变片种类较多且影响工艺路线选择；2）解耦：六维力需解决的核心问题，①结构解耦加工难度高、成本较高；②算法解耦需对解耦模型改进，Know how较深；3）标定与检测：六维力的标定和检测，需六维联合加载，工艺过程复杂，且设备需自研；4）工艺：核心部件弹性体和应变片工艺流程长、精细化要求高；金属应变片贴片仍需人工，一致性批量生产难度高；展望后续，硅应变片精度、灵敏度高，与玻璃微熔工艺结合可提高量产效率，有望成为未来批量出货的工艺演进方向。
人形机器人带来增量需求，国产玩家持续布局。六维力传感器高端市场以外资为主，近几年国内玩家逐步入局，产品性能不断迭代并缩小与外资品牌差距；成本层面，当下六维力传感器单价约1-2万元，随后续机器人出货量以及搭载率的提升带来的成本摊销，其单价有望逐步下探至千元左右级别；结合GGII测算2030年人形机器人领域六维力传感器市场规模将达138亿元。
风险提示：行业进展和技术迭代不及预期、供应商订单不确定性的风险。投资建议：关注人形机器人进展带来的投资机遇。看好在技术升级迭代下人形机器人发展，看好机器人量产后带来的潜在供应链零部件的需求和投资机会，推荐在六维力传感器等领域有持续布局的公司凌云股份、中鼎股份等。（国信证券 唐旭霞,孙树林）
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