传感器：人形机器人与外界互动核心零部件
2025年04月20日 22:03 发言人2 00:00好的，各位投资者大家下午好。 发言人2 00:03我是现代证券研究所机械行业分析师孙梦成。 我是现代证券研究所机械行业分析师宣东成。我给各位投资者汇报一下，我们对于人形机器人的核心零部件之一传感器这一块的一个研究的成果。 发言人2 00:06 我给各位投资者汇报一下，我们对于人形机器人的核心零部件之一传感器这一块的一个研究的成果。首先我们知道人形机器人的最重要的三大核心能力，包括人机交互、环境感知和运动控制。 发言人1 00:16 首先我们知道人形机器人的最重要的三大核心能力，包括人机交互、环境感知和运动控制。只有人形机器人具备了这三大能力，才能够使他们像人类一样具备感知、学习和与环境来进行动态交互的能力。 发言人2 00:23 只有人形机器人具备了这三大能力，才能够使他们像人类一样具备感知、学习和与环境来进行动态交互的能力。要想要想实现这三大能力，其中非常重要的一个环节就是传感器，包括视觉传感器等等。 发言人1 00:33 要想要想实现这三大能力，其中非常重要的一个环节就是传感器，包括视觉传感器等等。而根据这个功能的不同，我们声音机器人的传感器可大概分为内部传感器和外部传感器的两大类。 而根据这个功能的不同，我们声音机器人的传感器可大概分为内部传感器和外部传感器的两大类。 发言人1 00:49其中内部传感器主要是用来检测人形机器人自身的状态，比如说位置、角度、速度还有力矩等等。 发言人1 00:56常见的一些内部传感器也就包括像物流传感器、传感器IMU以及氯传感器等等。这些传感器通过帮助机器人实时了解自身的运动状态以及力学特性，来实现机器人动作的精准的控制和调整。 发言人2 01:03 这些传感器通过帮助机器人实时了解自身的运动状态以及力学特性，来实现机器人动作的精准的控制和调整。 发言人1 01:12 另一大类传感器，也就是说外部传感器，它主要的一个作用是通过听觉视觉等系统来获取和转化外界的各种信息。 发言人1 01:22比如说像视觉传感器，我们后面会谈到的3D视觉是传感器，激光雷达等等。 发言人2 01:27它它主要是用来进行环境的感知，物体的识别和导航等等。 发言人1 01:28它主要是用来进行环境的感知，物体的识别和导航等等。像初始传感器，比如说是用电，以电子皮肤为例，它主要是用来感知接触物体的形状，还有压力等等。 发言人2 01:32像数据传感器，比如说是用电，以电子皮肤为例，它主要是用来感知接触物体的形状，还有压力等等。 发言人1 01:40所以是外部传感器。 发言人1 01:42主要的一些分类就包括世界传感器、红外传感器以及接触传感器等等。 发言人1 01:49也由于这个传感器在人形机器人当中占有非常重要的作用，所以我们从这个价值量的占比上也可以看出来，它的价值量占比是相对来说是比较高的。 发言人1 01:59我们以特斯拉的人形机器人为例，现在整个S4R0机器的BM成本大概是5万美金左右。 发言人1 02:05而其中光是传感器的价值量占比就已经将近是3分之1。其中包括比较典型的历史传感器，历史传感器还有未传感器，且包括六位传感器等等，这些都是占比是非常重要的一些传感器。 发言人2 02:09 其中包括比较典型的历史传感器，历史传感器还有未传感器，且包括六位传感器等等，这些都是占比是非常重要的一些传感器。接下来我们就对各个传感器进行一个详细的分析。 发言人1 02:20接下来我们就对各个传感器进行一个详细的分析。 发言人2 02:24首先我们看力控传感器，我们认为它是做机器人力控最必不可少的一个核心零部件之一。 发言人2 02:31首先我们向各位投资者解释一下到底什么是利用传感器。 发言人1 02:35 它实际上是用来是一种测量外界的压力力、扭矩还有力的这些物理量，并将其转化成电信号的等颗粒克除物理信号的这种装置。 发言人1 02:47 它的一个基本的原理是在于通过实时检测零机器人与环境之间的这种接触力，并将这个摄像头的信号反馈给控制系统，来作为控制算法的输入，或者说这是一一个整个的一个控制的一个开始。 整个的一个控制策略目前常用的是包括抗控制和混合控制这么两大类。 通过这种控制策略之后，然后系统会将通过执行器或比如说说像电机或者是液压系统来实现整个机器人的运动调整。 发言人1 03:18 这整个的一个过程其实我们可以看出是包含了力的感知力的反馈，然后力的调节以及最后的运动执行这四个环节。 发言人1 03:27 从而通过这个四个环节的循环往复，来实现机器人去适应整个复杂的动态的工作环境，来完成各种高精度的、高灵活性的这种操作任务。 发言人2 03:38 而根据这个测量维度的不同，一传感器大概可以分为三种，最简单的就是异位传感器，其他它只能够测量一个方向上的一个力，比如说这个XY稍微复杂一点是三维的传感器，它是可以测量笛卡尔坐标系的三个坐标轴方向上的力。 发言人1 03:38 而根据这个测量维度的不同，一传感器大概可以分为三种，最简单的就是异位传感器，它只能够测量一个方向上的一个力，比如说这个XY轴。稍微复杂一点是三维的传感器，它是可以测量笛卡尔坐标系的三个坐标轴方向上的力。其中最有另外一种最为复杂的就是是六位传感器，它是不仅可以测量三个坐标轴方向上的力，也可以测量三个方向坐标轴旋转的力矩，所以它的结构是最为复杂的。 发言人2 03:57 其中最有另外一种最为复杂的就是是六位传感器。它是不仅可以测量三个坐标轴方向上的力，也可以测量三个方向坐标轴旋转的力矩，所以它的结构是最为复杂的。 发言人1 04:10但是相比于一维和三维的离传感器而言，六维传感器具备相当明显的优势。 发言人1 04:17首先虽然说可能一个力传感器和六个一维传感器所产生的功能是差不多的。 发言人1 04:24但是由于六维力传感器的结构计设计上是更为紧凑的，所以它所需要的空间是远小于六个低位率传感器。 发言人1 04:33所以它能够更好的去适配像机器人关节这种狭小的空间，这是第一个六六传感器的优势。 发言人1 04:40第二个优势是在于六厘暖气在信号的同步性上面是表现更为出色的。 发言人1 04:45 因为它是可以同时结算出三个方向的力和例举，所以不存在像各个传感器之间那种相互作用的问题，所以它的协调性是更强的那另外最后一点，如果说采用一个多个一多个一维氯传感器进行组合结构的话，那它的误差是要比采用单个六厘传感器更高的这将会严重影响整个测量的一个准确性。 发言人1 05:08 也正是由于流为力传感器的这种比较独特的优势，所以在人形机器人中，对于柔顺性，对于自由度要求更高的像手腕、像脚踝这两个环节，我们认为会采用大概率是会采用六维力矩传感器的。 发言人1 05:23而对于像其他的一些关节，可能使用单位的关节扭矩传感器就会轻速度。 发言人2 05:23而对于像其他的一些关节，可能使用单位的关节扭矩传感器就会轻速度。 发言人1 05:30我们再看一下这个六传感器的分类。 总体来看，根据整个一个敏感元件的分类的不同，六物流传感器大概可以分为电阻应变式、压电式、电容式和光学式这几种类型。 发言人1 05:43其实目前先来看，整个电阻应变式的传感器是最为成熟的基础构线。 发言人1 05:48它的一个原理是利用电阻的应变片，把物体受力的这种变形产生的应变转化为电阻的控制，然后进了实现力的测量。 发言人1 05:58 它的一个主要的优点在于高灵敏度，然后技术成熟，包括成本也比较低。 发言人1 06:04但是缺点也比较明显，是在于它之前的生产工业还较为复杂。 但是目前来看，它还是已经广泛应用在像工业，像机器人的等各种的领域。而对于像光学式的这种传感器而言，它的一个优点主要是可靠性强，然后测量范围广。 发言人2 06:14 而对于像光学式的这种传感器而言，它的一个优点主要是可靠性强，然后测量范围广。但是它对于这个测试环境的要求比较高，且目前这个刚性偏U的问题还没有得到很好的解决，所以它现在包括压电电容是它的一个优点，在于高灵敏度、高分辨率，这个也比较简单。 发言人1 06:23 但是它对于这个测试环境的要求比较高，且目前这个刚性偏U的问题还没有得到很好的解决，所以它现在包括压电电容是它的一个优点，在于高灵敏度、高分辨率，这个也比较简单。但是它的缺点也很明显，是在于这个电路复杂，然后信号漂移的问题。 但是它的缺点也很明显，是在于这个电路复杂，然后信号漂移的问题。 发言人1 06:40所以从目前来看，我们认为硬变片式的六氯传感器还是市场的主流。 发言人1 06:46从这个代表的新的企业来看，目前国内是以渔利仪器，然后坤威科技，冷点触控等这些公司为主。 发言人1 06:55然后我们看一下现在整个市场规模的一个情况。 发言人1 06:58由于现在整个六厘传感器的下游的应用领域还是集中在像工业自动化，像汽车等这些领域。 发言人1 07:05所以而且由于整个工业自动化的需求是相对来说比较稳定的。 发言人1 07:10 所以整体来看在目前六位力传感器这个市场规模还是比较低的那2023年可能只有不到2.5个亿左右。但是随着整个人形机器人的未来的快速的放量量产之后，我们认为可能未来整个一个六五力传感体市场规模会迎来一个爆发式的增长。 发言人2 07:19 但是随着整个人形机器人的未来的快速的放量量产之后，我们认为可能未来整个一个六五力传感体市场规模会迎来一个爆发式的增长。但我们可以看到，如果说人人能够迅速的放量的话，那么2030年整个我国的一个队伍力传感器的出货量就可能达到120万台，那市场规模是超过143亿元，相当于是2023年的七倍左右。 发言人1 07:29 但我们可以看到，如果说人人时能够迅速的放量的话，那么2030年整个我国的一个队伍力传感器的出货量就可能达到120万台，那市场规模是超过143亿元，相当于是2023年的七倍左右。我们再看一下现在整体的一个市场的一个竞争格局的一个情况。 发言人2 07:47我们再看一下现在整体的一个市场的一个竞争格局的一个情况。 发言人1 07:53从目前来看，整个的市场的集中度是比较高的。 发言人1 07:57但是其中大部分70%的市场份额还是被外资厂商所占据的。然后在国产厂商中，其实也有一些厂商。 发言人2 08:02 然后在国产厂商中，其实也有一些厂商。比如说我们刚刚所提到的像俞雷仪器，还有人点触控，还有科威科技，它的排名是相对来说比较靠前的那此外在上市公司当中，像颗粒传感，像豪车机电这些公司也在布局六个亿传感器。 发言人1 08:04 比如说我们刚刚所提到的像俞雷仪器，还有两点触控，还有科威科技，它的排名是相对来说比较靠前的那此外在上市公司当中，像颗粒传感，像豪车机电这些公司也在布局六个亿传感器。所以这块未来在国产厂商方面是有很大的一个追赶的空间在。 发言人2 08:17所以这块未来在国产厂商方面是有很大的一个追赶的空间在。 发言人1 08:24我们简单讲完这个力传感器之后，我们接下来是给各位汇报一下触觉传感器。 发言人1 08:30我们认为触觉传感器相当于是人体的这种触感的一个表达。 发言人1 08:35 在说数学传感器之前，我们先要了解概念就是电子皮肤。其实电子皮肤是相对于人类的人体皮肤而言，其实我们都知道人体皮肤的触折功能是非常强大的。 发言人2 08:40其实电子皮肤是相对于人类的人体皮肤而言，其实我们都知道人体皮肤的触觉功能是非常强大的。 发言人1 08:47我们通过简单的触摸就可以感知到物体的形状尺顺，包括像温度、像质地等各个维度的信息。 发言人2 08:47我们通过简单的触摸就可以感知到物体的形状、尺寸顺包括像温度、像智力等各个维度的信息。 发言人1 08:56所以电子皮肤正是像模拟这种人体皮肤的一种新型的电子机电。 发言人2 08:56所以电子皮肤正是像
