人形机器人系列专题之力传感器：六维力核心壁垒高，国产企业崭露头角

人形机器人系列专题之力传感器：六维力核心壁垒高，国产企业崭露头角 挖掘价值投资成长 强于大市（维持） 2025年01月22日 证券分析师：周旭辉证书编号：S1160521050001证券分析师：郭娜证书编号：S1160524070001联系人：郭娜电话：021-23586475 传感器是软件控制和硬件零部件的桥梁，是物理世界与数字世界的接口，是实现具身智能的关键。人形机器人需要的传感器包括：视觉传感器、听觉传感器、力传感器、运动传感器、触觉传感器。 力传感器：将力/力矩的量值转换为相关电信号。六维传感器是维度最高的力觉传感器，能给出最为全面的力觉信息，能够测量三个正交方向的力和三个正交方向的力矩，目前以应变式为主流。在人形机器人领域，六维力传感器的主要作用在于力控、摆动稳定控制、安全控制。六维力传感器的核心壁垒在于结构耦合设计、标定校准、数据精确采集、解耦算法。 六维力传感器应用场景广泛，远期或超百亿市场空间。六维力传感器目前主要应用于汽车行业的碰撞测试、轮毂测试和零部件测试等，以及航空航天、生物力学、医疗康复、科研实验、机器人与自动化等领域；后续随着人形机器人的商业化推进，六维力传感器的出货量有望随之加速增长；根据我们计算，当全球人形机器人年产量50万台、六维力传感器价值量5000元/个时，按照单台人形机器人的六维力传感器用量4个计算，人形机器人带来的市场空间达百亿。 《澳洲锂矿最新动态追踪》2024.12.31 《国内外头部玩家躬身入局人形机器人，央地政策鼓励》2024.12.14《固态电池产业链梳理》2024.12.02《创新引领，东方既白》2024.11.29《东南亚双反落地在即，美国光伏格局影响几何？》2024.11.29 竞争格局：目前六维力传感器市场份额较为集中，外资主导、内资追赶。根据睿工业的数据，2023年国内市场六维力Top10厂商占据接近70%份额，国内市场仍旧是外资主导，但长期来看，国内厂商相较于外资厂商核心优势在于凭借供应链优势带来的性价比优势、效率更高的反馈服务，内资厂商市场份额有望进一步扩大。 【配置建议】 六维力核心壁垒较高，我们认为当前阶段，人形机器人主机处于量产前夕，具备六维力传感器相关技术积累、其他传感器技术横向迁移能力、与主机厂深度绑定的厂商具备先发优势，有望率先享受市场红利；长期来看，随着人形用六维力传感器的核心参数定型，厂商之间更多比拼规模化生产能力、供应链管理能力。 因此当前阶段，我们建议关注送样进度领先、技术实力深厚的相关标的：推荐柯力传感、凯尔达、东华测试；建议关注安培龙、华培动力、索辰科技（计算机组覆盖）、凌云股份、开特股份。 【风险提示】 人形机器人商业化进度不及预期；市场竞争加剧风险；产品研发和技术进展不及预期等 正文目录 1.传感器：感知外界信息，是控制与执行的前提................................................42.力传感器：六维力核心壁垒高，是实现精准力控的优选方案........................72.1.根据维度分为单轴、多轴力传感器................................................................72.2.六维力起源于航空航天，目前应变式是主流................................................82.2.1.源于航空航天，在人形机器人领域作用至关重要....................................82.2.2.目前应变式是主流，技术成熟、精度高....................................................92.3.六维力的壁垒与核心：技术壁垒高，标定设备需自研..............................112.3.1.三大核心性能指标：串扰、精度、准度..................................................112.3.2.核心技术壁垒：结构耦合设计、标定校准、数据精确采集、解耦算法.................................................................................................................................122.3.3.标定/检测设备：高精度六维力传感器研发、生产的必要条件............132.4.六维力传感器理论市场空间：远期或超百亿市场空间..............................153.海外暂时领先，国产企业崭露头角..................................................................173.1.竞争格局：海外领先，国内追赶..................................................................173.2.相关标的.........................................................................................................193.2.1.柯力传感：构建传感器产业森林，六维力送样进度领先......................203.2.2.凯尔达：打造人形机器人平台，投资控股多维力/力矩传感器公司....213.2.3.安培龙：温/压/氧传感器三大产品线，加速拓展力传感器..................233.2.4.东华测试：结构性能测试龙头，六维力技术能力突出..........................243.2.5.华培动力：放气阀组件细分领域龙头，传感器事业部向六维突破......263.2.6.索辰科技：国内CAE龙头，成立机器人事业部......................................273.2.7.凌云股份：主业行业领先，拓展传感器业务..........................................283.2.8.开特股份：扭矩传感器可向机器人拓展..................................................283.3.投资建议.........................................................................................................294.风险提示.............................................................................................................30 图表目录 图表1：传感器的主要分类方式............................................................................4图表2：人形机器人传感器应用位置示意图........................................................4图表3：人形机器人主要传感器介绍....................................................................4图表4：一维/三维/六维传感器的测力对比........................................................7图表5：飞行器的六分量同时测量........................................................................8图表6：六维力传感器应用于骨科手术机器人....................................................8图表7：六维力/力矩传感器在机器人领域的应用..............................................8图表8：六维力传感器在人形机器人上的主要作用及功能................................9图表9：人形机器人领域力传感器应用位置示意图............................................9图表10：不同类型六维力/力矩传感器对比......................................................10图表11：电阻应变式六维力传感器原理............................................................10图表12：六维力传感器示意图............................................................................10图表13：硅/金属箔应变式传感器具备多方面优势..........................................10图表14：六维力传感器的重要参数和其含义解释............................................11图表15：六维力传感器的精度、准度的示意图................................................12图表16：六维力传感器的不同结构设计............................................................13 图表17：一维标定、六维标定&检测的样本空间比较图..................................14图表18：一维标定设备........................................................................................14图表19：六维标定&检测设备..............................................................................14图表20：六维力传感器下游应用空间广泛........................................................15图表21：2023年中国市场六维力传感器下游应用份额...................................16图表22：不同量产规模下人形机器人带来的六维力传感器新增市场规模（亿元）..................................................................................................................16图表23：2020-2023年国内市场六维力传感器内外资出货占比.....................17图表24：2023年国内六维力传感器厂商营收排名-份额.................................17图表25：六维力传感器部分企业简介................................................................18图表26：六维力传感器相关上市公司技术水平、送样验证情况对比........