01

力傳感器是力控的關鍵部件，六維力傳感器測量最為全麵精準

1.1 六維力傳感器是維度最高的力覺傳感器

力覺傳感器
，顧名思義就是感知並度量力的傳感器。按照測量維度，力覺傳感器 可以分為一至六維力傳感器。能測幾個維度，它就是幾維力傳感器。最常見的是 一維、三維和六維力傳感器

，二維和五維的力傳感器較少。

（1） 一維力傳感器：如果力的方向和作用點是固定的
，此時可以選擇用一維 力傳感器進行測量。我們可以通過安裝定位
，使被測量力 F 的方向完全 與標定坐標軸（OZ 軸）重合
，這樣就可以對力進行精確測量。代表產品 有稱重傳感器

、壓力傳感器等。當力的方向與傳感器的測量軸線平行但 不重合

，此時傳感器的測量結果將會出現較大的誤差。

（2） 三維力傳感器：如果力 F 的作用點 P 始終與傳感器的標定參考點 O 保持 重合，力 F 的方向在三維空間中隨機變化，那麼用三維力傳感就能完成 測量任務。因為被測量的力可以分解為三維力傳感器標定坐標係下的三 個正交分量（Fx、Fy
、Fz），三維力傳感器的三個測量單元可以分別對 其進行測量。當力的作用點遠離傳感器，這個力在經過正交分解並平移 至三維力傳感器的校準中心後，傳感器既要承受力 Fx/Fy/Fz 三分量的作 用，又要承受 Mx/My/Mz 三個彎矩的作用
，這種情況下，三維力傳感器 的測量結果將會出現較大偏差。

（3） 六維力傳感器：如果力的方向和作用點都在三維空間內隨機變化，此時 應該選擇用六維力傳感器進行測量。因為空間中任意作用點上的力可以 在六維力傳感器的標定坐標係內，分解為沿標定坐標軸的三方向分力 （FX

、FY、FZ）和繞標定坐標軸的三方向力矩（MX、MY、MZ）。這 類傳感器更適用於參考點的距離較遠，且隨機變化情景

，測量精度要求 較高。

六維力傳感器是維度最高的力覺傳感器，它能給出最為全麵精準的力覺信息。六維力傳感器，又叫六維力/力矩傳感器、六軸力傳感器、F/T 傳感器
，是一種特 殊的力傳感器

，能夠同時測量中性坐標係（OXYZ）內的三個力（FX、FY
、FZ） 和三個力矩（MX、MY
、MZ）。六維力傳感器一般分成固定端（機器人端）和 加載端（工具端），傳感器的內部算法會解耦各方向力和力矩間的幹擾，使力的 測量更為精準。

根據傳感元件的不同，六維力/力矩傳感器主要分為: 應變片式
、光學式以及壓 電/電容式。目前
，市場應用的六維力/力矩傳感器大部分是基於應變式的測量。基於壓電、電容和光學等原理測量的傳感器有一定的理論研究和實驗

，下遊尚未 dedaoguangfanyingyong。meizhongleixingdeliuweilichuanganqidoujuyouqidutedeyoudianheshiyongfanwei，suizhexiangguanyanjiudebuduanshenru

，butongceliangjilidechuanganqijianghuifahuizishenyoushibeiyingyongdaogezhongchang 合，進而推動六維力傳感器向多元化方向發展。

經過對穩定性、剛度、動態特性、成本與信噪比五個維度的比較
，矽應變傳感 器綜合性能優異。矽應變片的穩定性、信噪比
、動態特性要好於金屬應變片
，剛 度上兩者差異不大，成本上金屬略優，但這幾年矽應變片的工藝有了提升和改進

， 綜合成本也在大幅降低。

六維力/力矩傳感器的研發難度非常大。它不是三個一維力傳感器和三個扭矩傳 感器結構的簡單疊加
，它的非線性力學特征明顯，要考慮多通道信號的溫漂、蠕 變、交叉幹擾、數據處理的實時性，再加之六維聯合加載標定的複雜性 
，六維 力傳感器的技術難度可謂是一維力傳感器難度的六次方。

六維力傳感器麵臨兩個關鍵技術問題：全方位機械過載保護和動態性能。機械 過載保護是指作用到傳感器的力超過某一數值時，為避免傳感器損壞而增加的一 種附屬結構。國內外學者也提出了基於不同結構的機械過載保護裝置

，但由於保 護裝置結構複雜且加工精度要求較高等限製，生產出具有全方位機械過載保護裝 置的六維力傳感器的成熟產品仍有難度。傳感器性能指標包括靜態性能指標和動 態性能指標。在實際的力測量過程中
，被測信號大多是動態信號，如機器人打磨 拋光時的接觸力、物體高速運動過程中的稱重和炮彈發射過程時的後座力等信號
， zhexiexinhaoshuyukuaisushibianxinhao，dongtaixingnengjiaochadechuanganqihennangenzongceliangzhexiexinhao，suoyibixuzaichongfenlejiechuanganqidedongtaixingnenghoufangnengxuanzeheshidechuanganqilaijinxingceliang。

除了優化自身結構、形狀等方法提高動態性能外，一些國內外學者利用動態補償濾波 器、遺傳算法、神經網絡算法等智能算法來提高傳感器的動態性能，取得了良好 的效果。國外對六維力/力矩傳感器的研究起步較早。國內外學者對六維力傳感器結構都 做了大量的研究與改進，目的是提高傳感器的靈敏度和抗過載能力
，減少維間耦 合誤差，改善動態性能，從而更好地輔助機器人實現智能化控製。

1.2 力傳感器是機器人實現主動柔順控製的核心部件

六維力測量技術屬於平台型技術
，根據應用場景的環境
、載荷、安裝、通訊
、算 力、動力學特性等需求不同
，在不同的應用領域
，六維力傳感器的產品形態和技 術特點也有較大區別。目前，六維力傳感器主要應用於汽車行業的碰撞測試
、輪 轂
、座椅等零部件測試以及航空航天、生物力學、醫療領域、科研實驗
、機器人 與自動化等領域。

在汽車領域，六維力/力矩傳感器被廣泛地用在汽車部件和係統級測試

、發動機 和動力總成測試、車輛和試驗廠測試、總裝和最終測試。它們在確定新車和部件 設計的完整性和優化方麵都能發揮重要作用
，同時還有助於保證效率
、安全性和 正確的功能。航空航天領域是六維力傳感器最早的重要應用領域之一
，可用於測量風洞試驗、 飛機、衛星、火箭等飛行器各種運動狀態下的六維力信息，通過這些信息，飛行 器可以更加準確地感知環境

，控製姿態
，完成各項任務。隨著航空航天技術的不 斷發展和應用的深入，六維力和力矩傳感器還可以用於飛機製造

、飛行器著陸和 起飛過程的監測、機械臂控製、結構健康監測等領域。六維力傳感器的應用能夠 提高航空航天係統的性能
、安全性和可靠性。

在醫療手術和康複領域
，手術機器人的力感知可作為力反饋的依據以提升手術的 安全性。根據臨床場景的不同
，手術機器人主要分為腔鏡機器人、骨科機器人、 穿刺機器人
、經自然腔道機器人
、泛血管機器人等五類機器人。目前
，協作機械 臂+六維力傳感器的組合已廣泛應用於血管介入手術機器人、外科手術機器人、 醫療檢測機器人及遠程操控機器人等;中國手術機器人行業處於早期發展階段， 增長潛力較大。根據 GGII預計

，未來 3-5年，骨科機器人和泛血管手術機器人將 占手術機器人市場的 20%以上。隨著技術的不斷進步和應用的深入
，六維力傳感 器在醫療領域的應用前景將會更加廣闊
，六維力傳感器產品將逐漸成為類似應用 場景中的剛需。

柔(rou)順(shun)控(kong)製(zhi)可(ke)解(jie)決(jue)很(hen)多(duo)傳(chuan)統(tong)位(wei)置(zhi)控(kong)製(zhi)難(nan)以(yi)解(jie)決(jue)的(de)問(wen)題(ti)，有(you)利(li)於(yu)擴(kuo)展(zhan)機(ji)器(qi)人(ren)的(de)功(gong)能(neng)。在(zai)許(xu)多(duo)交(jiao)互(hu)任(ren)務(wu)中(zhong)需(xu)要(yao)機(ji)器(qi)人(ren)與(yu)對(dui)象(xiang)或(huo)環(huan)境(jing)發(fa)生(sheng)接(jie)觸(chu)，兩(liang)者(zhe)接(jie)觸(chu)時(shi)
，會(hui)在(zai)接(jie)觸(chu)麵(mian) 之間產生相互作用力，隻靠位置控製可能導致很大的誤差。由於采用位置控製的機器人可通過結構化環境的設置，依靠快速、精準的位置控製預設編程完成“固 定軌跡”的任務。而在執行接觸任務時，末端執行器與規劃軌跡之間的微小偏差 就可能導致機械臂與物體表麵脫離接觸或在接觸麵上施加過強的壓力；對於機器 人ren的de高gao剛gang性xing結jie構gou，微wei小xiao的de位wei置zhi誤wu差cha可ke能neng會hui導dao致zhi非fei常chang大da的de作zuo用yong力li甚shen至zhi災zai難nan性xing的de後hou果guo。所suo以yi為wei了le實shi現xian交jiao互hu任ren務wu
，機ji器qi人ren需xu要yao表biao現xian出chu柔rou順shun性xing。柔rou順shun力li控kong主zhu要yao是shi從cong力li傳chuan感gan器qi 獲得力信號，再將其轉化為機器人的控製信號，使機器人響應此信號而動作。

人機協作要以機器人的柔順控製作為前提。當與機器人產生交互的外界環境發生 改變，機器人應對這種改變產生順應性變化，這就是所謂的柔順性。如讓機器人 末端執行器在受到環境擾動時能保持與環境的恒定接觸力
，或是機器人順應操作 renyuanshijiadewaibuqianyinli，yiyundongdaocaozuorenyuanqiwangdeweizhi。roushunkongzhizhuyaofenweizhudongroushunkongzhihebeidongroushunkongzhi。beidongroushunkongzhizhuyaoyikaoyixieji 械裝置（如減震器、彈簧等）使機器人表現出對環境的柔順特性，主動柔順控製 依靠控製策略令末端產生需要的剛度
、阻尼或力作用以達到柔順的目的。在實際 應用中，僅有少數的機器人在與環境接觸中具有非常有限的主動柔順能力。

(1) 被動柔順控製：借助某些機械裝置的物理上的柔順性
，對接觸力產生被動 的適應。如彈簧、阻尼等構成的柔順裝置，可以靠彈簧形變吸收或者阻尼損 耗機器人與環境產生接觸時產生的能量。但當前被動柔順控製方法在應用效 果上仍存在著多種不足，如結構剛度降低、機器人關節的重量增長、結構的 複雜性增加。在此背景之下
，主動柔順控製則成為了現今研究者們開展柔順 控製研究的首要方式。

(2) 主動柔順控製：需要機器人獲取對力信息和位置信息的反饋，利用力與位 置的反饋信息結合相應算法去主動控製機器人運動或者作用力。機器人實現 主動柔順控製的方式主要有力/位混合控製
、零力控製和阻抗控製這三種控 製理論。

力/位混合控製：這種理論模型有位置反饋環和力反饋環
，機器人在進行任 務的過程中，可以把機器人末端執行機構的工作空間分解為位置

、力兩個相 互正交且獨立的子空間。在力空間內，通過力控製方法確保實際接觸力最大 程度的接近期望接觸力；在位置空間內，通過位置控製方法保證機器人能夠 沿期望軌跡運動，通過力和位置控製策略協同作用實現機器人對末端作用力 的主動柔順控製過程。

零力控製：直接示教又稱拖動示教是目前人機協作的主要方式之一，即人 類操作者直接通過手動拖動機器人來進行示教任務。而零力控製便是實現機 器人拖動示教的最核心技術。目前零力控製主要有兩種實現方法：基於位置 的零力控製以及基於直接力矩控製的零力控製。

阻抗控製：根據機器人末端執行器的位置（或速度）和接觸力之間的對應 關係，通過控製器調整位置（速度）誤差或剛度係數來控製機器人末端執行 器的接觸力。阻抗控製理論根據控製原理可以分為基於位置的阻抗控製（導納控製） 和基於力的阻抗控製。

六維力/力矩傳感器是機器人實現柔順化、智能化操作的關鍵傳感設備。隻具有 位(wei)置(zhi)反(fan)饋(kui)將(jiang)難(nan)以(yi)滿(man)足(zu)柔(rou)順(shun)控(kong)製(zhi)的(de)需(xu)要(yao)

，在(zai)機(ji)器(qi)人(ren)控(kong)製(zhi)中(zhong)加(jia)入(ru)力(li)反(fan)饋(kui)環(huan)節(jie)勢(shi)在(zai)必(bi)行(xing)。機(ji)器(qi)人(ren)力(li)覺(jiao)傳(chuan)感(gan)器(qi)是(shi)模(mo)仿(fang)人(ren)類(lei)四(si)肢(zhi)關(guan)節(jie)功(gong)能(neng)的(de)機(ji)器(qi)人(ren)獲(huo)得(de)實(shi)際(ji)操(cao)作(zuo)時(shi)的(de)大(da)部(bu)分(fen)力(li) 信息的裝置，是機器人主動柔順控製必不可少的
，它直接影響著機器人的力控製 性能。在機器人力控解決方案中，目前應用最為廣泛的力覺傳感器就是六維力傳 感器。

目前，六維力傳感器主要用於檢測
、預防
、控製、示教
、測量、保護等場景
，通 常安裝在機器人的底座或者末端，可以提供應用過程中的力交互信息，對於下遊 客戶而言有效且可靠的數據至關重要。

未來，人形機器人力控技術的發展將呈現出多信息融合(觸覺
、力覺和視覺等)， 主要通過配備(AI、視覺、力覺傳感器等)傳感器得以實現，尤其在手腕、腳踝關 節等處更適用六維力矩傳感器，這將為六維力傳感器在人形機器人領域的應用 帶來巨大的發展空間。

1.3 力傳感器與電流環的區別

目前市麵上絕大部分執行器的力控方式分為兩種：一為電流環力控，一為傳感 器閉環力控。電流環力控是一種比較容易實現的常規力控方式，主要通過調節電 機內部電流大小實現力控，實現難度較低

，可以實現 5%-15%精度範圍內力控；但其運動速度慢，不能反向傳動
，無法滿足一些精度要求更高的場景需求，使用 一段時間後，機械磨損會帶來誤差，精度進一步降低。電流環適用於直驅電機 (Direct DriveMotor) 或者帶小減速比 (Reduction Ratio < 10)的應用場景，諸如小型 阻抗控製的人機交互的機械臂和小型四足等。

電流環以提高電流的穩定性能來提高係統性能
，是一種將輸出電流采用正反饋 或負反饋的方式接入處理環節的方法。環路間相互作用，對信號進行彙總
、分析
、 修正
，實現精準的運動控製。當力矩來到減速器端並嚐試推動減速器反向轉動時

，由於靜摩擦力的作用，減速 器無法轉動。因而需要繼續增大外力矩直至超過減速器的最大靜摩擦力，減速機 轉動並推動電機轉子的運動，此時電流環才感知到外力矩。進一步
，電流環通過 電流反饋和辨識的動力學模型估計外力。

電流環根據實現原理，分為開環力控和閉環力控兩類。開環力控直接讓機器人工 作在力矩模式下，電機提供機器人運動所需的重力
，摩擦力
，慣性力等。這樣用 戶隻需很小的外力即可讓機器人按照所需的軌跡運動。閉環力控會存在如下一個 力反饋回路
，它通過算法估計出用戶的牽引力矩， 再通過阻抗控製

，讓電機輸 出一個輔助力矩
，幫助用戶拖動機器人，完成示教工作。由於反饋回路的存在， 它對機器人建模和係統辨識的精度要求較低。電流環一般處在運動伺服係統（三環控製係統）中最內層，向外依次為速度環 和位置環
，這三環構成 3 個閉環負反饋 PID（比例、積分
、微分）調節係統。最內的 PID 環就是電流環，電流環是控製的根本
，任何模式都必須使用。此環完全 在伺服驅動器內部進行

，通過霍爾裝置檢測驅動器給電機的各相的輸出電流
，負 反饋給電流的設定進行 PID 調節，從而達到輸出電流盡量接近等於設定電流
，電 流環是控製電機轉矩的，所以在轉矩模式下驅動器的運算最小，動態響應最快。環路間相互作用，對信號進行彙總、分析、修正，實現精準的運動控製。伺服 電機可以將電壓信號轉化為轉矩和轉速，按照位置、力矩或速度指令精確地控製 機械係統運動，內嵌的編碼器將伺服電機的運動參數反饋給伺服驅動器，完成閉 環控製。

電流環
、力矩傳感器/六(liu)維(wei)力(li)傳(chuan)感(gan)器(qi)均(jun)是(shi)實(shi)現(xian)對(dui)機(ji)器(qi)人(ren)的(de)自(zi)適(shi)應(ying)柔(rou)性(xing)控(kong)製(zhi)的(de)方(fang)案(an)。就(jiu)二(er)者(zhe)對(dui)比(bi)而(er)言(yan)，電(dian)流(liu)環(huan)其(qi)優(you)點(dian)在(zai)於(yu)成(cheng)本(ben)低(di)，不(bu)需(xu)要(yao)額(e)外(wai)的(de)傳(chuan)感(gan)設(she)備(bei)
，而(er)缺(que)點(dian)在(zai) 於精度較低，響應較慢，適用場景有限。力矩傳感器是性能更佳

，但成本相對更 高的方案。響應精度和速度上，電流環力控比力矩傳感器要低。力矩傳感器感知中，施加在 連杆上的外力能夠直接傳導到傳感器上，而電流環感知則是力矩通過傳感器後

， 持續向後傳遞到減速器端

，當外力矩增大到超過減速器的最大靜摩擦力時，減速 器轉動再向電機傳導信號，電流環才能夠感知到外力矩。由於減速器的靜摩擦力， 需要較大的外力，電流環才能檢測到外力變化
，而力矩傳感器能夠較快地檢測到 外力的變化。

從應用場景來說，電流環力控更適合應用於低精度要求場景

，力矩傳感器性能 則更為領先。電流環力控的弊端是機械臂的減速比要比較小，輕負載
，精度差 （低精度要求場景下的協作機器人可能運用)。力矩傳感器/六維力傳感器控製精 度好
，感知精度高，完全獨立，控製的電流波動都能感覺到。

02

力傳感器市場有望持續增長，歐美日韓占據主導地位

2.1 力傳感器市場規模超過 150億美元，我國六維力矩傳感器市場尚小

根據 Modor Intelligence 數據，2020 年力傳感器市場價值為 151.21 億人民幣。根 據 Modor Intelligence 預測
，2026 年力傳感器市場價值將達到 198.49 億人民幣， 2021-2026 年預測期間的複合年增長率為 4.63%。力傳感器已成為工業機器人的 關鍵特性
，使它們能夠與任務無關並與人類一起安全地運行。這些傳感器改進了 聯網嵌入式係統的監控和管理。自動化的采用已經改變了全球格局，因為這些傳 感器已成為所有自動化設備的關鍵
，在所有操作中提供準確性和精度。

目前市場上的力傳感器產品組合在產品供應方麵非常標準化。盡管市場具有滿 足大量應用的潛力
，但市場參與者的產品非常有限。

數據顯示

，2022 年中國市場六維力/力矩傳感器機器人行業銷量 4840 套
，同比增 長 62.58%；2022 年中國六維力/力矩傳感器機器人行業市場規模 1.56 億元
，同比 增長 54.35%。目前，六維力和力矩傳感器市場基數依然偏小，尚未形成明顯規 模效應。隨著入局者的持續增加，疊加下遊細分市場認知的逐年提升以及應用領 域的拓展，六維力和力矩傳感器有望進入高速成長期，期間將伴隨多技術路線產 品矩陣的完善、產品價格的下降以及國產化率的提升。

2.2 國外企業占據六維力傳感器核心市場

多duo維wei力li矩ju傳chuan感gan器qi的de技ji術shu壁bi壘lei較jiao高gao
，美mei日ri企qi業ye先xian發fa優you勢shi明ming顯xian，國guo內nei仍reng處chu產chan業ye早zao期qi。因yin技ji術shu壁bi壘lei較jiao高gao
，國guo內nei可ke量liang產chan的de企qi業ye較jiao少shao

，美mei日ri企qi業ye先xian發fa優you勢shi明ming顯xian。從cong代dai表biao企qi業ye 分布來看，全球六維力/力矩傳感器主要分為日韓品牌、歐美品牌和國產品牌三 大陣營。各陣營企業呈現不同的配套特點，日韓地區六維力/力矩傳感器廠商主要配套當 地機器人本體廠商，其中，韓國企業 Robotous、Aidin Robotics 主要合作廠商包 括 Doosan Robotics
、Neuromeka 和 Rainbow Robotics
；日本企業 Sintokogio 和 WACOH-TECH 主要合作廠商包括發那科
、電裝、三菱、那智不二越

、安川等。

歐美地區六維力/力矩傳感器廠商可分為兩類：一類是傳統的傳感器生產商，包 括 ATI、Bota Systems AG、ME-Meßsysteme GmbH、AMTl、Kistler 等
；另一類是 全球知名的機器人末端工具生產商
，主要有 SCHUNK、OnRobot、Robotiq 等
， 歐美地區廠商合作企業以協作機器人本體廠商為主，主要包括優傲機器人、達明 機器人和歐姆龍等。受益於機器人市場需求催化，中國六維力（矩）傳感器市場近年來入局者逐年 增加
，但受限於該領域的高技術壁壘，真正具備批量化產品供應能力的廠商依 然偏少。目前，國產六維力/力矩傳感器與外資主流傳感器在靈敏度

、串擾、抗 過載能力及維間耦合誤差等方麵仍存在差距。近幾年
，入局六維力/力矩傳感器領域的國產相關廠商越來越多，除了宇立儀器（SRI）之外
，如坤維科技
、鑫精誠、海伯森
、藍點觸控、神源生智能、瑞爾特測控等，均已有相關的產品落地並 進入產業化應用。其他廠商如重慶魯班機器人技術研究院、昊誌機電、埃力智能 等，通過自主研發力傳感器技術


，已經具備六維力/力矩傳感器的生產能力，部 分產品型號開始進入下遊用戶的驗證測試階段。

根據 2022 年國內市場銷量口徑看 ATI、宇立儀器
、坤維科技

、鑫精誠位於第一 梯隊
，各家廠商下遊應用的側重有所差異。ATI 作為全球龍頭

，經過多年的積累， 應用麵相對更廣

；宇立在工業機器人磨拋行業和汽車碰撞測試行業應用更多
；坤維科技在協作機器人

、醫療手術機器人、醫療檢測機器人和康複機器人域具備明 顯優勢，同時其產品在航空航天領域具備行業核心競爭力；鑫精誠憑借蘋果供應 商的身份已將其產品推入到 3C 行業，同時在機器人行業和醫療行業也有布局。

智研谘詢測算，2022 年海外進口拋光打磨機器人產品數量占總裝機量比例約為 55.9%，近年來這一比例一直呈下降趨勢。國內廠商憑借價格優勢
，以及研發創 新，正逐漸獲得市場話語權。

（1） ATI

，ATI 成立於 1985 年，在美洲、歐洲和亞洲等地曾擁有超過 3,700 名員工

，2005 年 營業額為 22 億美元
，是一家專門設計與銷售適用於個人電腦的顯示卡
、圖形處 理器、芯片組、機頂盒、數字電視、電子遊戲機和手提式設備等的無廠半導體公 司。ATI 多軸力/力矩傳感器係統測量全部六個力和力矩。係統包括一個傳感器，高柔 性屏蔽電纜，智能數據采集係統，Ethernet/DeviceNet連接或 F/T控製器。力/力矩 傳(chuan)感(gan)器(qi)被(bei)廣(guang)泛(fan)的(de)應(ying)用(yong)與(yu)各(ge)個(ge)工(gong)業(ye)領(ling)域(yu)，如(ru)產(chan)品(pin)測(ce)試(shi)，機(ji)器(qi)人(ren)裝(zhuang)配(pei)，打(da)磨(mo)和(he)拋(pao)光(guang)等(deng)。在(zai)研(yan)究(jiu)領(ling)域(yu)被(bei)用(yong)於(yu)外(wai)科(ke)手(shou)術(shu)機(ji)器(qi)人(ren)
，仿(fang)生(sheng)機(ji)器(qi)人(ren)，康(kang)複(fu)機(ji)器(qi)人(ren)，以(yi)及(ji)神(shen)經(jing)學(xue)等(deng)其(qi) 他不同的應用中。

（2） ROBOTOUS，ROBOTOUS 是一家位於韓國城南市的專業機器人技術公司，成立於 2004 年。公 司商業領域含有機器人業務和微泡業務
，機器人業務涉及電容式 6軸力/扭矩傳感 器、國防部無人搜索車遙控係統、移動機器人平台（自動駕駛）

、機器人自動化 係統、智能工廠（製藥
、口罩工廠等）、其他應用產品開發（ODM
、OEM）和 服務。基於創新的 F/T 傳感器技術，ROBOTOUS 將成為智能工廠和協作機器人應用的 主要傳感器供應商。ROBOTOUS 標準模型陣容將通過增加一個迷你型和兩個高 扭矩容量的模型來擴大。F/T 數據分析解決方案將在靜力學、人工智能技術、用 戶界麵的基礎上得到加強，使公司的客戶能夠輕鬆
、快速地使用高級 F/T 傳感器 技術。ROBOTOUS 已經開始與一個協作型機器人製造商合作開發三種類型的關 節扭矩傳感器。

公司的 6 軸力扭矩傳感器（RFT 係列）提供了最精確的力和扭矩測量。由於是電 容型傳感器的特性，RFT 係列是最耐用和最具性價比的傳感器，同時承諾良好的 數據讀取能力。與電阻、光學等其他類型的力扭矩傳感器相比，非接觸式傳感結 構具有超乎想象的抗磨損能力，並且與其他類型的傳感器不同，不需要任何繁瑣 的外部信號放大設備。

世界各地的許多客戶一直在自動化和研究應用中廣泛使用 ROBOTOUS 的傳感器
， 例如：醫療、工程、軍事
、製藥等。ROBOTOUS 六軸力矩傳感器的設計可與目 前市場上的大多數機器人手臂或其他類型的協作機器人配合使用，無需事先進行 任何修改。公司的傳感器不僅適用於製造業，也適用於醫療或康複設備，甚至適 用於無人機行業。

ROBOTOUS 還設立力矩傳感器的數據解決方案。RFTDAQ-001 軟件包可以直接 和同時對RFT機器人力矩傳感器的數據進行彙編和分析。這個數據集被處理後， 可以得到參考數據，用於機器人力矩傳感器的現場數據評估。參考數據用於與獲 得的數據進行比較
，以尋找數據集中的任何異常情況。這對檢驗或檢查製造過程 特別有用

，這在 QC/QA 工作中是不可缺少的。

03

國內核心力傳感器公司介紹

多維力矩傳感器相比於單軸力矩傳感器技術壁壘較高
，多維力傳感器不僅要解決 對所測力分量敏感的單調性和統一性難題外
，也要解決因結構加工和工藝偏差引 起的維間（軸間）擾亂難題
、動靜態標定難題以及矢量運算中的解耦算法和電路 實現等。業內比較知名的企業包括宇立儀器
、坤維科技
、昊誌機電
、柯力傳感、 漢威科技
、中航電測等。

(1) 宇立儀器

宇立儀器有限公司（Sunrise Instruments，簡稱 SRI），公司主營多軸力傳感器和 機器人智能力控打磨設備(六軸力傳感器/iGrinder 智能浮動磨頭/六維力傳感器/三 軸力傳感器/機器人關節扭矩傳感器/多維力傳感器/機器人打磨/力控打磨/打磨拋 光去毛刺）
，是一家集生產、研發於一體的技術密集型企業。六軸力傳感器能夠 測量 FX、FY、FZ
、MX
、MY 和 MZ。宇立儀器是全球領先的六軸力傳感器供應 商。產品應用於機器人及自動化、汽車碰撞測試、汽車耐久測試、生物力學和通 用試驗設備等多個領域。自 2007 年以來，SRI 設計生產了 9 大係列，200 多個型 號的多軸力傳感器
，從一軸至六軸，都有相應的產品。

(2) 坤維科技

常州坤維傳感科技有限公司成立於 2018 年，是一家致力於提供高精度力覺傳感 器（六軸力傳感器）及力控解決方案的企業。公司主營智能力覺傳感器的研發
、 製造、銷售
、及技術推廣
，開發麵向機器人及其他智能裝備行業的力覺傳感器產 品，為機器人及其它智能裝備、工業過程監控、產品質量檢測、科研測試測量等 領域提供力覺測量解決方案及相關產品。公司具有多年航天科研經驗，創始團隊全部來自於國內航天科研機構，團隊掌握 力覺測量核心技術
，具備相關產品的自主知識產權
，在多軸力測量領域有大量的 工程實踐經驗。公司不斷在產品的研發上精益求精
，憑借優秀的產品技術已獲得 多項發明專利。2020 年 11 月，瀚川智能通過全資子公司蘇州瀚海皓星投資管理 有限公司入股常州坤維傳感科技有限公司。截至目前，瀚川智能對常州坤維傳感 科技有限公司的持股比例達 4.56%。

(3) 昊誌機電

廣州市昊誌機電股份有限公司成立於 2006 年，是一家專業從事中高端數控機床
、機器人、新能源汽車核心功能部件等的研發設計

、生產製造、銷售與維修服務的 國家高新技術企業。昊誌機電秉承“立足自主技術創新
、服務全球先進製造”的發展戰略，逐步發展成 為國內外主軸專業領域中研產銷規模最大的企業之一

，電主軸領域全球市場占有 率第一， 公司立足主軸行業，借助在研發
、製造
、客戶
、品牌等方麵的積累

， 穩步向數控機床和工業機器人等高端裝備的核心功能部件領域橫向擴張，目前產 品涵蓋 PCB鑽孔機/成型機/劃片機電主軸
、數控金屬/玻璃雕銑機電主軸、數控車 床主軸/電主軸
、走芯車床電主軸
、直結與皮帶式機械主軸、加工中心電主軸
、 鑽攻中心電主軸、高速內/外圓磨床主軸等數十個係列上百種產品。

昊誌機電擁有一批經驗豐富、銳意創新的科技型人才隊伍，研發人員 380 餘人， 具備優異的創新水平、研發實力和競爭力，近三年平均研發投入占營收比重的 8% 以上，截止 2021 年 12 月 31 日，公司及境內子公司合計擁有專利 514 項，公司收 購的 Infranor 集團擁有主要專利共計 55 項。公司具備完善、齊全的各類高端實驗 室，包括：理化實驗室、軸承實驗室、測量實驗室
、電機實驗室、綜合性能實驗 室
、切削實驗室、直線電機實驗室、減速機實驗室等。

(4) 柯力傳感

寧波柯力傳感科技股份有限公司（以下簡稱“柯力傳感”）成立於 1995 年
，位 於寧波市江北區投資創業園區
，是目前全球稱重領域物聯網研發與推廣應用的主 要引領者之一，也是中國重要的稱重元件製造及銷售企業之一和工業物聯網產業 開拓者之一。主要研製和生產各類物理量傳感器、稱重儀表、電子稱重係統、工 業物聯網係統成套設備
，提供不停車檢測係統、建築機械物聯網（含幹粉砂漿）、 無人值守一卡通
、智能物流設備物聯網
、環保設備物聯網、智能消費設備物聯網、 畜牧業物聯網
、車載物聯網、港機及海洋工程裝備物聯網等工業物聯網係統及場 景應用解決方案
，同時提供專業的物聯網軟件定製服務，建有“稱重設備數據中 心”、物聯網實驗中心及 26 個實驗室。

柯力傳感在電阻應變式傳感器積累深厚
，具有拓展至機器人力矩傳感器新藍海市 場的潛力。公司為應變式力傳感器龍頭，根據華經產業研究院數據，預計 22 年 中國應變式傳感器產量及需求量分別達到 1122.6/1211.2 萬隻。柯力傳感 2022 年 應變式傳感器產量為 336.7 萬隻，市占率達 30%。應變式傳感器精度高
、技術成 熟成本低、測量範圍廣
，有望在機器人力矩傳感器中使用。柯力傳感作為國內電 阻應變式傳感器龍頭
，產品囊括 17 個品類，其中包括兩款扭矩傳感器。柯力傳感在電阻應變式傳感器有較深厚積累，有進入機器人力矩傳感器新藍海市場的潛 力。

(5) 漢威科技

漢威科技集團股份有限公司於 1998 年 09 月 11 日成立。公司經營範圍包括：研 究、開發
、生產銷售電子傳感器
；電子監控技術開發
；研究
、開發、生產
、銷售 檢測儀器及控製係統、機械電器設備等。漢威科技戰略眼光較為前瞻，2016 年以來通過股權收購


，累計持有蘇州能斯達 56.5%股權。通過股權控製，公司掌握了 4大核心技術、7大產品係列，以及一條 1000 萬支柔性傳感器的印刷線和組裝線。產品下遊應用廣泛，機器人領域導入 推進中。漢威科技目前下遊應用主要圍繞消費電子、 IOT 和醫療健康領域。機器 人應用方麵，蘇州能斯達研發的多模態柔性微納傳感器能很好的實現人與機器的 識別
、反饋、交互功能。

(6) 中航電測

中航電測為國內智能軍民用智能測控龍頭。公司是主導生產電阻應變計、傳感器、 電子衡器、汽車安全檢測線、人造寶石及其晶體製品和扭矩扳子為一體的多元化 現代企業。公司擁有國際水平的設計能力
、接近國際水平的工藝裝備及工藝製造 技術，在國內中高端應變計和傳感器市場占據主導地位；公司還被認定為“陝西 省高新技術企業”，產品被評為“陝西省名牌產品”。公司生產的產品行銷歐洲、 亞洲

、南美洲和北美洲，成為中國國內最大的衡器部件生產企業，是世界上電阻 應變計、稱重傳感器最大的供貨商之一。

2018-2021 年，中航電測的營業收入、歸母淨利分別從 13.88/1.56 億元增長至 19.43/3.07 億元，期間 CAGR 分別達到+11.85%/+25.26%。2022 年中航電測受到 乘用車檢測行業政策調整影響
，並加大研發投入，營收、淨利潤有下滑。中航電 測具有多款應變片、壓力傳感器、扭矩傳感器。根據中航電測 2022 年年報披露， 中航電測傳感控製業務開始進軍機器人業務，未來有望受益人形機器人產業鏈對 於力傳感器的需求放量。