六维力传感器专题报告:高价值和高壁垒的力控核心部件,国产供应商持续发力
幻影视界今天分享的是人形机器人系列专题之六维力传感器:高价值和高壁垒的力控核心部件,国产供应商持续发力,报告由国信证券发布。
️研究报告内容摘要如下
️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。
️幻影视界整理分享报告原文节选如下:
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