人形機(jī)器人傳感器專題：柔性控制新藍(lán)海

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行業(yè)專題研究2023年12月30日機(jī)械設(shè)備人形機(jī)器人傳感器專題：柔性控制新藍(lán)海作者：分析師

朱曄

SAC執(zhí)業(yè)證書編號(hào)：S1110522080001行業(yè)評(píng)級(jí)：強(qiáng)于大市（維持評(píng)級(jí)）上次評(píng)級(jí)：強(qiáng)于大市請(qǐng)務(wù)必閱讀正文之后的信息披露和免責(zé)申明1免責(zé)申明：1.

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jī)器人提升傳感器需求：在機(jī)器人核心零部件中，傳感器作為機(jī)器人重要組成部分，是力控?cái)[動(dòng)、穩(wěn)定控制的核心，可精準(zhǔn)測(cè)量隨機(jī)變化的力，價(jià)值量或僅次于關(guān)鍵模組。人形機(jī)器人對(duì)于傳感器的需求增多，力/力矩傳感器方面，目前有微型壓力傳感器、拉壓力傳感器、關(guān)節(jié)扭力傳感器、六維力傳感器等，隨著人形機(jī)器人逐步量產(chǎn)，有望推動(dòng)傳感器行業(yè)擴(kuò)容。特斯拉人形機(jī)器人：根據(jù)AIDAY2022披露信息，其第一代Optimus身體上共計(jì)28個(gè)自由度，每一個(gè)旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)需要1個(gè)力矩傳感器，每一個(gè)直線關(guān)節(jié)需要1個(gè)拉壓力傳感器和1個(gè)位置傳感器；根據(jù)第二代Optimus視頻，新增多項(xiàng)特斯拉自研傳感器（足部力/力矩傳感器、手指觸覺傳感器）優(yōu)必選人形機(jī)器人：根據(jù)官網(wǎng)示意圖，單個(gè)機(jī)器人需要4個(gè)六維力/力矩傳感器（手部及足部各2個(gè)），以及1個(gè)高精度慣導(dǎo)傳感器。圖：優(yōu)必選機(jī)器人示意圖圖：鑫精誠(chéng)傳感器機(jī)器人應(yīng)用領(lǐng)域7資料來(lái)源：傳感器專家網(wǎng)公眾號(hào)，鑫精誠(chéng)官網(wǎng)，優(yōu)必選官網(wǎng)，天風(fēng)證券研究所1.5人形機(jī)器人市場(chǎng)空間廣闊，智能服務(wù)機(jī)器人加速滲透?全球智能服務(wù)機(jī)器人加速滲透：隨著機(jī)器人價(jià)格不斷下降及解決方案應(yīng)用場(chǎng)景愈加廣泛，下游客戶接受意愿逐步提升，加速全球智能服務(wù)機(jī)器人產(chǎn)品及解決方案的快速滲透。根據(jù)弗若斯特沙利文資料，全球智能服務(wù)機(jī)器人產(chǎn)品及解決方案市場(chǎng)預(yù)計(jì)2028年達(dá)到628億美元，2022-2028年期間CAGR≈17.8%?中國(guó)智能服務(wù)機(jī)器人滲透率有望提升：目前中國(guó)智能服務(wù)機(jī)器人產(chǎn)品及解決方案滲透率仍然偏低，預(yù)計(jì)前沿人工智能技術(shù)將于未來(lái)數(shù)年大幅影響中國(guó)智能機(jī)器人產(chǎn)品及解決方案市場(chǎng)發(fā)展。根據(jù)弗若斯特沙利文資料，中國(guó)智能服務(wù)機(jī)器人產(chǎn)品及解決方案市場(chǎng)預(yù)計(jì)2028年達(dá)到1832億元，2022-2028年期間CAGR≈23.5%圖：全球智能服務(wù)機(jī)器人產(chǎn)品及解決方案市場(chǎng)規(guī)模（十億美元）圖：中國(guó)智能服務(wù)機(jī)器人產(chǎn)品及解決方案市場(chǎng)規(guī)模（十億元）70605040200180160140120125.857.448.4106.410080604020042.813302010037.311.68831.610.270.237.526.38.954.631.121.67.640.525.51716.1631.213.1529.21121.611.8

13.650.5814.416.543.510.19.26.517.5

20.43.44.32018

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2023E2024E2025E2026E2027E2028E智能個(gè)人/家庭服務(wù)機(jī)器人

智能專業(yè)服務(wù)機(jī)器人2018

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智能專業(yè)服務(wù)機(jī)器人8資料來(lái)源：弗若斯特沙利文，國(guó)際機(jī)器人聯(lián)合會(huì)，優(yōu)必選招股說明書，天風(fēng)證券研究所1.6人形機(jī)器人對(duì)力控提出更高要求：柔性控制+智能感應(yīng)??力感應(yīng)器歷史悠久應(yīng)用廣泛，柔順控制為發(fā)展方向傳統(tǒng)工業(yè)機(jī)器人控制通過伺服系統(tǒng)發(fā)送位置指令，即位置控制來(lái)實(shí)現(xiàn)，機(jī)械臂沿著事先規(guī)劃好的軌跡在封閉、確認(rèn)的空間中運(yùn)動(dòng)，在簡(jiǎn)單工業(yè)場(chǎng)景中的效率和精度很高。而在智能工廠中,機(jī)器人的作業(yè)環(huán)境日益非結(jié)構(gòu)化,作業(yè)工序趨于柔性化，要求逐步提高。?從自動(dòng)化到機(jī)器智能、人工智能邁進(jìn)，需要將力/力矩作為閉環(huán)反饋量引入控制，提高機(jī)器人對(duì)未知環(huán)境的適應(yīng)性和與人交互的安全性，即柔順控制。柔順控制可分為被動(dòng)柔順和主動(dòng)柔順。被動(dòng)柔順通過在傳統(tǒng)機(jī)械臂末端安裝機(jī)械彈性結(jié)構(gòu)利用機(jī)械臂的彈性來(lái)實(shí)現(xiàn)；主動(dòng)柔順通過加入力傳感器反饋力度信息，采用一定控制策略主動(dòng)控制作用力，可分為直接力控與間接力控。間接力控通過控制力和位置的相對(duì)關(guān)系實(shí)現(xiàn)，直接力控則直接精確控制壓力大小，外力的感應(yīng)可基于電流環(huán)、末端力傳感器、關(guān)節(jié)力矩傳感器、電子皮膚/柔性傳感器。圖：機(jī)器人傳統(tǒng)控制與柔順控制對(duì)比圖：柔順控制技術(shù)分類與應(yīng)用場(chǎng)景搬

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縫柔順控制械

針臂為一顆葡制萄9資料來(lái)源：智星崛起公眾號(hào)，天風(fēng)證券研究所1.6人形機(jī)器人對(duì)力控提出更高要求：柔性控制+智能感應(yīng)?

力控環(huán)節(jié)關(guān)注四種實(shí)現(xiàn)力感應(yīng)技術(shù)路線的可替代性與可實(shí)現(xiàn)性??電流環(huán)方案：電流環(huán)感應(yīng)力覺基于電流反饋和辨識(shí)的動(dòng)力學(xué)模型，無(wú)需加裝傳感器，但精度較低，僅有10N；末端力傳感器方案：末端力傳感器感應(yīng)力覺主要通過在機(jī)械臂末端加裝如一維力、六維力等傳感器實(shí)現(xiàn)，其優(yōu)點(diǎn)在于精度較高，如一維力傳感器精度可達(dá)0.1N，六維可達(dá)到0.01N，但目前價(jià)格昂貴，一維力傳感器價(jià)格上千，而最便宜的六維力傳感器也需要2-3萬(wàn)元；??關(guān)節(jié)力矩傳感器方案：關(guān)節(jié)力矩傳感器需要安裝在關(guān)節(jié)之中，精度、價(jià)格在電流環(huán)方案與末端力傳感器方案之間；電子皮膚/柔性傳感方案：即通過給機(jī)器人添加電子皮膚實(shí)現(xiàn)對(duì)力覺的感應(yīng)與控制。例如在靈巧機(jī)械手的驅(qū)動(dòng)控制方面，電子皮膚可以感知抓取過程的握力。柔性傳感器在傳統(tǒng)消費(fèi)電子產(chǎn)品中有一定應(yīng)用，但與靈巧手仍有差距，仍處于研發(fā)之中。圖：力覺感應(yīng)不同技術(shù)路線對(duì)比力覺感應(yīng)方式描述優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)電流環(huán)通過電流反饋和辨識(shí)的動(dòng)力學(xué)模型估計(jì)外力機(jī)械臂末端加裝力傳感器無(wú)需加裝傳感器精度低，只有10N精度高，一維可達(dá)0.1N，六維可達(dá)0.01N價(jià)格高，一維價(jià)格上千，末端力傳感器六維為2萬(wàn)以上關(guān)節(jié)力矩傳感器機(jī)械臂關(guān)節(jié)處加裝力矩傳感器精度可達(dá)0.5~0.1N，價(jià)格在電流環(huán)與末端力傳感器之間電子皮膚/柔性傳感肢體外層添加電子皮膚/柔性傳感器可實(shí)現(xiàn)靈巧和敏銳觸覺，消費(fèi)電子有初步應(yīng)用，但仍處于研發(fā)中10資料來(lái)源：財(cái)聯(lián)社早知道、智星崛起公眾號(hào)，天風(fēng)證券研究所2力/力矩傳感器請(qǐng)務(wù)必閱讀正文之后的信息披露和免責(zé)申明112.1末端力傳感器：六維力傳感器感應(yīng)精準(zhǔn)，技術(shù)+量產(chǎn)有望推動(dòng)降本??六維力傳感器性能最優(yōu)，關(guān)注硅應(yīng)變片+壓電傳感按照測(cè)量維度分類，力傳感器可分為一維和多維。一維力傳感器僅檢測(cè)一個(gè)方向的作用力，價(jià)格多為數(shù)百元，廣泛應(yīng)用于工業(yè)場(chǎng)景；多維力傳感器能夠測(cè)量多個(gè)維度的力，常見的是三維和六維。六維力傳感器能夠同時(shí)測(cè)量XYZ軸向力和環(huán)繞軸的力矩，內(nèi)部算法可以解耦各個(gè)方向的力和力矩的干擾，給出最全面的力覺信息，技術(shù)壁壘高、應(yīng)用難度大。??一維力傳感器：標(biāo)定坐標(biāo)軸為OZ軸，被測(cè)量力F的方向與OZ完全重合時(shí)即可完成任務(wù)，代表產(chǎn)品為稱重傳感器、壓力傳感器；三維力傳感器：如果力F的作用點(diǎn)與傳感器的標(biāo)定參考點(diǎn)O保持重合，力F的方向在三維空間中隨機(jī)變化，三維力傳感器即可完成測(cè)量任務(wù)，同時(shí)測(cè)量Fx、Fy、Fz三個(gè)分力。當(dāng)力的作用點(diǎn)遠(yuǎn)離傳感器時(shí)，傳感器要同時(shí)承受力的分量和彎矩的作用偏差較大。?六維力傳感器：空間中任意方向的力F，作用點(diǎn)P不與傳感器標(biāo)定參考點(diǎn)重合且隨機(jī)變化，這種情況下需選用六維力傳感器，同時(shí)測(cè)量Fx、Fy、Fz、Mx、My、Mz六個(gè)分量，適用于參考點(diǎn)距離較遠(yuǎn)、隨機(jī)變化的場(chǎng)景，且測(cè)量精度要求高。圖：一維傳感器作用示意圖圖：三維傳感器作用示意圖圖：六維傳感器作用示意圖傳感器傳感器傳感器OXYZ-傳感器的標(biāo)定坐標(biāo)系OXYZ-傳感器的標(biāo)定坐標(biāo)系O-傳感器標(biāo)定參考點(diǎn)OXYZ-傳感器的標(biāo)定坐標(biāo)系O-傳感器標(biāo)定參考點(diǎn)OZ-傳感器的標(biāo)定軸線O-傳感器標(biāo)定參考點(diǎn)P–

力作用點(diǎn)OZ-傳感器的標(biāo)定軸線12資料來(lái)源：坤維科技公眾號(hào)，高工機(jī)器人公眾號(hào)，天風(fēng)證券研究所2.1末端力傳感器：六維力傳感器感應(yīng)精準(zhǔn)，技術(shù)+量產(chǎn)有望推動(dòng)降本表：不同技術(shù)類型傳感器綜合比較??六維力傳感器性能最優(yōu)，關(guān)注硅應(yīng)變片+壓電傳感技術(shù)類型穩(wěn)定性剛度動(dòng)態(tài)特性信噪比成本按照測(cè)量原理/信號(hào)采集原理分類，應(yīng)用較久的是電阻應(yīng)變式、電容式、壓電式，隨著檢測(cè)傳感技術(shù)的發(fā)展，光電式、電感式、氣壓式、電磁式等檢測(cè)方法也有應(yīng)用，不同技術(shù)各有優(yōu)缺。應(yīng)變式—硅應(yīng)變片式—金屬箔式很高中很高很高中很高中低中中低中低?

大部分六維力傳感器基于應(yīng)變片結(jié)構(gòu)：硅應(yīng)變片式性能表現(xiàn)好于金屬應(yīng)變片，但成本較高，近年來(lái)硅應(yīng)變片工藝有所改進(jìn)，成本有望降低；壓電式動(dòng)態(tài)特性較好，但更多用于少于六維力傳感器上，六維力傳感器上的應(yīng)用有望增加。電容式光學(xué)式壓電式中低中低中低低中低中低低中中低中很高很高很高表：不同檢測(cè)方法的優(yōu)缺點(diǎn)檢測(cè)方法方法描述優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)存在非線性誤差、信號(hào)輸出微弱電阻應(yīng)變式力作用

→電阻變化量精度高、技術(shù)成熟、范圍廣、頻響特性好靈敏度高、分辨率高、頻率范圍寬、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、適用性強(qiáng)存在電荷泄露，靜態(tài)力測(cè)量困難、分辨率不高電容式壓電式力作用

→電容變化量動(dòng)態(tài)響應(yīng)好、精準(zhǔn)性好、分辨率高、結(jié)構(gòu)緊湊、尺寸小、剛度強(qiáng)基于壓電效應(yīng)，力作用

→電荷量變化調(diào)理電路復(fù)雜、寄生電容影響大電磁式光電式電感式基于霍爾效應(yīng)，力作用

→磁通量變化基于光電效應(yīng)，力作用

→光學(xué)量變化力作用

→電感量變化動(dòng)態(tài)量測(cè)范圍大、功耗小、簡(jiǎn)單可靠可靠性高、測(cè)量范圍廣、動(dòng)態(tài)響應(yīng)好靈敏度高、分辨率高、線性度好、重復(fù)性高非線性誤差大、互換性差、分辨率不高價(jià)格昂貴、測(cè)試環(huán)境要求高不適用于動(dòng)態(tài)測(cè)量、可靠性不高13資料來(lái)源：《機(jī)器人多維力傳感器》梁橋康等，Leaderobot公眾號(hào)，天風(fēng)證券研究所2.1末端力傳感器：六維力傳感器感應(yīng)精準(zhǔn)，技術(shù)+量產(chǎn)有望推動(dòng)降本??應(yīng)變式六維力傳感器結(jié)構(gòu)核心是應(yīng)變片多維力傳感器主要由力敏元器件、信號(hào)采集電路、信號(hào)調(diào)理電路、多維信號(hào)解耦系統(tǒng)（硬件/軟件）、上位機(jī)或嵌入式系統(tǒng)信息處理軟件等構(gòu)成。力敏元件的性能直接決定多維力傳感器的靈敏度、量程、分辨率、剛性等性能指標(biāo)。以ATI應(yīng)變式六維力傳感器為例，其內(nèi)部擁有三根梁，每個(gè)梁上有四個(gè)硅應(yīng)變片，成對(duì)工作構(gòu)成半橋電路。?就愛采購(gòu)、京東等在線平臺(tái)產(chǎn)品及MIR睿工業(yè)公眾號(hào)的數(shù)據(jù)，進(jìn)口的ATI六維力傳感器價(jià)格在8萬(wàn)元左右，外資產(chǎn)品單個(gè)均價(jià)約為4萬(wàn)元；國(guó)產(chǎn)六維力傳感器價(jià)格在6000-40000元之間，均價(jià)在2萬(wàn)元以上。國(guó)外品牌HBM應(yīng)變片價(jià)格在800-3000元左右。按ATI六維力傳感器使用12個(gè)應(yīng)變片計(jì)算，應(yīng)變片成本將達(dá)到0.96-3.6萬(wàn)元。據(jù)MIR睿工業(yè)調(diào)研數(shù)據(jù)，國(guó)產(chǎn)六維力傳感器成本僅有數(shù)千元，利潤(rùn)率較高，兩年內(nèi)單個(gè)產(chǎn)品價(jià)格有望降至5000元左右。圖：應(yīng)變片將形變變?yōu)殡娦盘?hào)圖：應(yīng)變片內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖：ATI六維力傳感器內(nèi)部結(jié)構(gòu)14資料來(lái)源：HBM測(cè)試與測(cè)量、ATI工業(yè)自動(dòng)化公眾號(hào)，天風(fēng)證券研究所2.1末端力傳感器：六維力傳感器感應(yīng)精準(zhǔn)，技術(shù)+量產(chǎn)有望推動(dòng)降本??應(yīng)變式六維力傳感器結(jié)構(gòu)核心是應(yīng)變片，技術(shù)核心在于采集+算法力傳感器機(jī)械本體結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，很難用經(jīng)典力學(xué)知識(shí)建立精確理論模型；維間耦合、非線性耦合等增加了解耦和精度的難度；工藝方面，應(yīng)變片對(duì)粘貼精度要求高且容易損壞，結(jié)構(gòu)和加工誤差可能加劇維間耦合現(xiàn)象，且生產(chǎn)工藝中手工操作流程多，人為因素對(duì)品質(zhì)影響較大。六維力傳感器形態(tài)多、研發(fā)難度大，并非多個(gè)一維力傳感器和扭矩傳感器結(jié)構(gòu)的簡(jiǎn)單疊加，需要考慮非線性力學(xué)、多通道信號(hào)溫漂、蠕變、交叉干擾、數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)處理、六維聯(lián)合加載標(biāo)定的復(fù)雜性。應(yīng)變式傳感器是依賴于制造工藝的。?高精度力傳感器壁壘來(lái)自于多方面，設(shè)計(jì)端的應(yīng)變片材料及設(shè)計(jì)、傳感器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，工藝端粘貼、加工精度，應(yīng)用端的校準(zhǔn)標(biāo)定，算法端的解耦計(jì)算，均需熟練掌握相關(guān)know-how。表：藍(lán)點(diǎn)觸控六維力傳感器及力控解決方案表：應(yīng)變式傳感器生產(chǎn)制造工藝工藝層次工藝內(nèi)容支持工藝

彈性元件毛坯鍛造加工、機(jī)械加工、熱處理、表面處理電阻應(yīng)變計(jì)及其膠粘劑、電路補(bǔ)償與調(diào)整工藝用原材料及元基礎(chǔ)工藝核心工藝特殊工藝器件、封裝用防護(hù)與密封材料全生產(chǎn)流程，重點(diǎn)為電阻應(yīng)變計(jì)粘貼與固化處理、組焊惠斯通電橋電路、電路補(bǔ)償與調(diào)整、防護(hù)與密封能夠提高傳感器性能的反淬火法、冷熱循環(huán)法、恒溫時(shí)效法、振動(dòng)時(shí)效工藝等15資料來(lái)源：MIR睿工業(yè)公眾號(hào)，《稱重傳感器制造工藝機(jī)理及其發(fā)展趨勢(shì)》劉九卿，天風(fēng)證券研究所2.2六維力傳感器：機(jī)器人撬動(dòng)市場(chǎng)空間，量產(chǎn)優(yōu)質(zhì)產(chǎn)能稀缺?機(jī)器人領(lǐng)域系六維力/力矩傳感器重要市場(chǎng)，人形機(jī)器人市場(chǎng)應(yīng)用潛力較大：目前六維力/力矩傳感器主要應(yīng)用于工業(yè)機(jī)器人、協(xié)作機(jī)器人、手術(shù)機(jī)器人和康復(fù)機(jī)器人等，隨著機(jī)器人力控技術(shù)發(fā)展及成本降低，六維力傳感器將在人形機(jī)器人領(lǐng)域發(fā)揮及其重要的作用，未來(lái)市場(chǎng)潛力較大。應(yīng)用領(lǐng)域市場(chǎng)規(guī)模（GGII預(yù)測(cè)口徑）潛在客戶發(fā)那科、安川、ABB、庫(kù)卡、埃斯頓、伯朗特、工業(yè)機(jī)器人預(yù)計(jì)2026年中國(guó)銷量達(dá)67萬(wàn)臺(tái)以上圖靈、埃夫特、華數(shù)機(jī)器人等遨博、節(jié)卡、艾利特、大族、珞石、越疆、中科新松、法奧、集萃等協(xié)作機(jī)器人血管介入機(jī)器人康復(fù)機(jī)器人預(yù)計(jì)中國(guó)六軸及以上協(xié)作機(jī)器人2026年出貨將近6萬(wàn)臺(tái)，市場(chǎng)規(guī)模接近60億元中國(guó)市場(chǎng)規(guī)模預(yù)計(jì)從2022年的0.34億元增長(zhǎng)到2030年的58.24億元，CAGR≈90.3%預(yù)計(jì)中國(guó)市場(chǎng)2023-2026年期間CAGR≈50%，2026年市場(chǎng)規(guī)模達(dá)79.5億元預(yù)計(jì)2030年全球人形機(jī)器人滲透率有望達(dá)7%，市場(chǎng)規(guī)模超200億美元博動(dòng)醫(yī)療、潤(rùn)邁德醫(yī)療、愛博醫(yī)療、唯邁醫(yī)療、奧朋醫(yī)療、微創(chuàng)醫(yī)療、萬(wàn)思醫(yī)療、睿心醫(yī)療等傅利葉智能、大艾機(jī)器人、程天科技、卓道醫(yī)療、哈工天愈、邁步醫(yī)療、埃斯頓等優(yōu)必選、小米、特斯拉、達(dá)闊科技、智元科技、傅利葉智能等人形機(jī)器人圖：六維力傳感器機(jī)器人領(lǐng)域應(yīng)用場(chǎng)景圖：六維力傳感器行業(yè)應(yīng)用持續(xù)擴(kuò)展16資料來(lái)源：高工機(jī)器人公眾號(hào)，天風(fēng)證券研究所2.2六維力傳感器：機(jī)器人撬動(dòng)市場(chǎng)空間，量產(chǎn)優(yōu)質(zhì)產(chǎn)能稀缺?銷量方面：2022年中國(guó)市場(chǎng)六維力/力矩傳感器銷量8360套，同比增長(zhǎng)57.97%，其中機(jī)器人行業(yè)銷量4840套，同比增長(zhǎng)62.58%。GGII預(yù)計(jì)到2027年中國(guó)市場(chǎng)六維力力矩傳感器銷量有望突破84,000套，復(fù)合增長(zhǎng)率超過60%，其中機(jī)器人行業(yè)銷量有望突破42,000套；??空間方面：2022年中國(guó)六維力/力矩傳感器市場(chǎng)規(guī)模2.39億元，同比增長(zhǎng)52.04%，其中機(jī)器人行業(yè)六維力/力矩傳感器市場(chǎng)規(guī)模1.56億元，同比增長(zhǎng)54.35%。GGII預(yù)計(jì)，2027年中國(guó)六維力/力矩傳感器市場(chǎng)規(guī)模將超過15億元，復(fù)合增長(zhǎng)率超過45%。市場(chǎng)規(guī)模有望高速成長(zhǎng)：六維力測(cè)量技術(shù)屬于平臺(tái)型技術(shù)，目前主要應(yīng)用于機(jī)器人、汽車、航空航天等領(lǐng)域。當(dāng)前六維力/力矩傳感器市場(chǎng)基數(shù)依然偏小，尚未形成明顯規(guī)模效應(yīng)；隨著應(yīng)用領(lǐng)域的拓展，六維力和力矩傳感器有望進(jìn)入高速成長(zhǎng)期，期間或?qū)殡S多技術(shù)路線產(chǎn)品矩陣的完善、產(chǎn)品價(jià)格的下降以及國(guó)產(chǎn)化率的提升。圖：2017-2027年中國(guó)六維力/力矩傳感器市場(chǎng)銷量及預(yù)測(cè)圖：2017-2027年中國(guó)六維力/力矩傳感器市場(chǎng)規(guī)模及預(yù)測(cè)10000090000800007000060000500004000030000200001000001816141210864202017201920212023E2025E2027E2017

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2023E2024E2025E2026E2027E機(jī)器人行業(yè)銷量（套）非機(jī)器人行業(yè)銷量（套）機(jī)器人行業(yè)規(guī)模（億元）非機(jī)器人行業(yè)規(guī)模（億元）17資料來(lái)源：高工機(jī)器人公眾號(hào)，天風(fēng)證券研究所2.2六維力傳感器：機(jī)器人撬動(dòng)市場(chǎng)空間，量產(chǎn)優(yōu)質(zhì)產(chǎn)能稀缺??批量化產(chǎn)能稀缺：盡管受益于機(jī)器人市場(chǎng)需求增加，中國(guó)六維力矩傳感器供應(yīng)商逐年增加，但受制于高技術(shù)壁壘，真正具備批量化產(chǎn)品供應(yīng)能力的廠商依舊較少。根據(jù)2022年銷量口徑劃分，ATI、宇立科技、坤維科技、鑫精誠(chéng)位于第一梯隊(duì)，但各家廠商下游應(yīng)用側(cè)重點(diǎn)各有特色：ATI作為全球龍頭，積累豐富，應(yīng)用面相對(duì)較廣；宇立在工業(yè)機(jī)器人磨拋行業(yè)和汽車碰撞測(cè)試行業(yè)應(yīng)用更多；坤維科技在協(xié)作機(jī)器人、醫(yī)療手術(shù)機(jī)器人和康復(fù)機(jī)器人領(lǐng)域具備明顯優(yōu)勢(shì)，同時(shí)其產(chǎn)品在航空航天領(lǐng)域具備行業(yè)核心競(jìng)爭(zhēng)力，鑫精誠(chéng)憑借蘋果供應(yīng)商的身份已將其產(chǎn)品推入到3C行業(yè)，同時(shí)在機(jī)器人行業(yè)和醫(yī)療行業(yè)也有布局。圖：全球六維力/力矩傳感器主流廠商圖：2022年中國(guó)協(xié)作機(jī)器人六維力/力矩傳感器市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)格局（銷量）坤維科技ATI藍(lán)點(diǎn)觸控宇立鑫精誠(chéng)其他18資料來(lái)源：高工機(jī)器人公眾號(hào)，天風(fēng)證券研究所2.2六維力傳感器：機(jī)器人撬動(dòng)市場(chǎng)空間，量產(chǎn)優(yōu)質(zhì)產(chǎn)能稀缺企業(yè)總部準(zhǔn)度（%FS）公司簡(jiǎn)介成立于2018年，是一家致力于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(yè)。公司主營(yíng)智能力覺傳感器的研發(fā)、制造、銷售、及技術(shù)準(zhǔn)廣，開發(fā)面向機(jī)器人及其他智能裝備行業(yè)的力覺傳感器產(chǎn)品，為機(jī)器人及其它智能裝備、工業(yè)過程監(jiān)控、產(chǎn)品質(zhì)量檢測(cè)、科研測(cè)試測(cè)量等領(lǐng)域提供力覺測(cè)量解決方案及相關(guān)產(chǎn)品。坤維科技中國(guó)0.5%深圳市鑫精誠(chéng)科技有限公司成立于2009年，公司專注于微型壓力、稱重、多軸力、扭力等多樣化的智能傳感器及控制儀表的工業(yè)級(jí)產(chǎn)品研發(fā)和創(chuàng)新。為3C自動(dòng)化設(shè)備、精密醫(yī)療、農(nóng)業(yè)、新能源鯉電、機(jī)器人、半導(dǎo)體、航空鐵路等領(lǐng)域提供力控系統(tǒng)解決方案與技術(shù)合作。鑫精誠(chéng)傳感器宇立儀器藍(lán)點(diǎn)觸控海伯森中國(guó)中國(guó)中國(guó)中國(guó)1%-3%1%-5%1%-2%1%-2%是一家集生產(chǎn)、研發(fā)于一體的技術(shù)密集型企業(yè)，是原美國(guó)FTSS（現(xiàn)HumaneticsATD）總工黃約博士于2007年創(chuàng)立，公司在多軸力傳感器設(shè)計(jì)領(lǐng)域積累了20余年經(jīng)驗(yàn)，在汽車和工業(yè)機(jī)器人領(lǐng)域具有較強(qiáng)的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。藍(lán)點(diǎn)觸控成立于2019年，是一家專業(yè)從事高精度、高性能力傳感器以及力控產(chǎn)品研發(fā)和生產(chǎn)的高新技術(shù)企業(yè)。公司在多維力傳感器、關(guān)節(jié)扭矩傳感器、機(jī)器人力控技術(shù)等方面擁有深厚的經(jīng)驗(yàn)積累和技術(shù)優(yōu)勢(shì)，現(xiàn)已形成了六維力傳感器、關(guān)節(jié)扭矩傳感器、力控應(yīng)用軟件包等多個(gè)產(chǎn)品系列。成立于2015年，公司始終專注工業(yè)傳感技術(shù)的創(chuàng)新，并在光學(xué)精密測(cè)量、工業(yè)2D/3D檢測(cè)、機(jī)器人智能應(yīng)用等領(lǐng)域形成了成熟的產(chǎn)品矩陣，主營(yíng)產(chǎn)品包括3D閃測(cè)傳感器、3D線光譜共焦傳感器、點(diǎn)光譜共焦位移傳感器、超高速工業(yè)相機(jī)和六維力傳感器等。世界領(lǐng)先的多維力傳感器制造商，致力于開發(fā)最先進(jìn)的產(chǎn)品和解決方案，在世界各地得到了成千上萬(wàn)的成功應(yīng)用。公司主營(yíng)業(yè)務(wù)包括機(jī)器人快速轉(zhuǎn)換裝置及力傳感器。ATI美國(guó)德國(guó)0.5%-2%2%創(chuàng)建于1945年，主營(yíng)產(chǎn)品包括精密夾具和自動(dòng)化抓取系統(tǒng)、傳感器等。公司的產(chǎn)品主要應(yīng)用于機(jī)械SCHUNKRobotiqOnRobot和自動(dòng)化領(lǐng)域。Robotiq公司成立于2008年，總部位于加拿大魁北克，主營(yíng)產(chǎn)品包括機(jī)器人末端夾具、力矩傳感器、加拿大丹麥3%機(jī)器人相機(jī)套件等。是一家全球性公司，由丹麥OnRobot、匈牙利OptoForce和美國(guó)PerceptionRobotics合并而成。3%主營(yíng)產(chǎn)品包括機(jī)器人末端央具、力矩傳感器、機(jī)器人相機(jī)套件等。Sintokogio日本日本1%-3%1%-3%成立于1934年，總部位于日本；五項(xiàng)主營(yíng)業(yè)務(wù)，業(yè)務(wù)遍及全球，亞洲、北美和歐洲是其前三大市場(chǎng)。成立于2007年，總部位于日本，主營(yíng)業(yè)務(wù)包括力傳感器和MEMS傳感器產(chǎn)品的開發(fā)、生產(chǎn)、銷售。WACOH-TECH19資料來(lái)源：高工機(jī)器人公眾號(hào)，天風(fēng)證券研究所2.3關(guān)節(jié)扭矩傳感器：協(xié)作機(jī)器人大量應(yīng)用，關(guān)節(jié)+末端方案值得重視??扭矩傳感器大量應(yīng)用于協(xié)作機(jī)器人關(guān)節(jié)扭矩測(cè)量扭矩傳感器可以將扭力的物理變化轉(zhuǎn)換成精確的電信號(hào)，實(shí)現(xiàn)對(duì)旋轉(zhuǎn)或非旋轉(zhuǎn)機(jī)械部件上扭轉(zhuǎn)力矩的檢測(cè)，可分為動(dòng)態(tài)和靜態(tài)兩大類。扭矩傳感器適用于機(jī)器人關(guān)節(jié)扭矩測(cè)量，大量應(yīng)用于協(xié)作機(jī)器人中高端機(jī)型。??相較于末端安裝六維力傳感器，在機(jī)器人每個(gè)關(guān)節(jié)安裝扭矩傳感器同樣可以解算出末端六維力。關(guān)節(jié)力矩方案具有理論力控制帶寬高、整臂具備力感知、安全的優(yōu)點(diǎn)，可以在有限信息反饋下實(shí)現(xiàn)扭矩的高解耦度輸出。據(jù)MIR睿工業(yè)數(shù)據(jù)，2022年整個(gè)中國(guó)扭矩傳感器市場(chǎng)大約在1.5萬(wàn)臺(tái)左右，市場(chǎng)規(guī)模大約在5000萬(wàn)左右，主要以國(guó)產(chǎn)廠商為主，其中藍(lán)點(diǎn)觸控占據(jù)著領(lǐng)先地位，出貨量超過70%。關(guān)節(jié)扭矩傳感器均價(jià)在2000-4000元左右，隨著市場(chǎng)快速放量和技術(shù)突破有望大幅度降價(jià)。圖：2020-2029E中國(guó)市場(chǎng)關(guān)節(jié)力矩傳感器出貨量（臺(tái)）圖：2020-2029E中國(guó)市場(chǎng)關(guān)節(jié)力矩傳感器市場(chǎng)規(guī)模（億元）5000000400%350%300%250%200%150%100%50%70605040302010300%250%200%150%100%50%4000000300000020000001000000150000.5000%00%2020

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2029E出貨量（臺(tái)）YoY市場(chǎng)規(guī)模（億元）YoY20資料來(lái)源：MIR睿工業(yè)公眾號(hào)，天風(fēng)證券研究所2.4人形機(jī)器人：關(guān)注關(guān)節(jié)+末端方案，市場(chǎng)潛力空間廣闊?

人形機(jī)器人傳感器方案：關(guān)節(jié)力矩傳感器+末端六維力傳感器?

據(jù)MIR睿工業(yè)調(diào)研，業(yè)內(nèi)普遍認(rèn)為一臺(tái)人形機(jī)器人至少需四個(gè)六維力傳感器和數(shù)十個(gè)關(guān)節(jié)力矩傳感器。我們計(jì)算了不同人形機(jī)器人出貨量情況下對(duì)應(yīng)的末端六維力+關(guān)節(jié)力矩傳感器應(yīng)用方案與市場(chǎng)規(guī)模，主要假設(shè)如下：?

傳感器數(shù)量：以O(shè)ptimus為例，四肢末端需4個(gè)六維力傳感器，身體部分共28個(gè)關(guān)節(jié)，包含14個(gè)旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)，最多需使用14個(gè)關(guān)節(jié)扭矩傳感器；?

傳感器價(jià)格：當(dāng)前末端六維力、關(guān)節(jié)扭矩傳感器單價(jià)分別約20000、3500元，假設(shè)機(jī)器人百萬(wàn)臺(tái)出貨量時(shí)價(jià)格分別為2000、800元。表：人形機(jī)器人力/力矩傳感器方案組合市場(chǎng)規(guī)模測(cè)算人形機(jī)器人數(shù)量（萬(wàn)臺(tái)端力傳感器單臺(tái)末端六維力傳感器數(shù)量（個(gè)）末端六維力傳感器總數(shù)量（萬(wàn)個(gè)）末端六維力傳感器單價(jià)（萬(wàn)元）末端六維力傳感器市場(chǎng)規(guī)模（億元）關(guān)節(jié)扭矩傳感器4444444200.510400.416800.3242000.2404000.2802.08旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)數(shù)量（個(gè)）14141470141400.2535142800.1542147000.107014關(guān)節(jié)扭矩傳感器數(shù)量（萬(wàn)個(gè)）單臺(tái)關(guān)節(jié)扭矩傳感器單價(jià)（萬(wàn)元）關(guān)節(jié)扭矩傳感器市場(chǎng)規(guī)模（億元）末端力+關(guān)節(jié)扭矩傳感器14000.081120.3550.3021—4末端六維力+100%關(guān)節(jié)扭矩（億元）—全關(guān)節(jié)扭矩傳感器（億元）—4末端六維力+50%關(guān)節(jié)扭矩（億元）—2末端六維力+50%關(guān)節(jié)扭矩（億元）1353121211651353426664245331107019211213696106755521資料來(lái)源：MIR睿工業(yè)公眾號(hào)，電子發(fā)燒友網(wǎng)公眾號(hào)，愛采購(gòu)網(wǎng)，天風(fēng)證券研究所3柔性傳感器請(qǐng)務(wù)必閱讀正文之后的信息披露和免責(zé)申明223.1觸覺是機(jī)器人的重要感知方式，柔性傳感器市場(chǎng)空間廣闊?多維觸覺是機(jī)器人重要的知覺形式，在諸多場(chǎng)景下發(fā)揮核心作用；1）多維觸覺使機(jī)器人能夠感知物體的硬度、粗糙度、形狀等多維信息，使得機(jī)器人能夠更加準(zhǔn)確地感知和理解環(huán)境中的物體特征，是機(jī)器人實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)操作物體和執(zhí)行復(fù)雜任務(wù)的基礎(chǔ)。2）確保機(jī)器人在復(fù)雜環(huán)境中（視覺系統(tǒng)失效）依然能夠發(fā)揮作用，增強(qiáng)機(jī)器人在復(fù)雜環(huán)境下的可靠性。3）使機(jī)器人能夠控制施加在物體上的力量，從而實(shí)現(xiàn)更加精細(xì)和智能的力控操作。?壓力檢測(cè)是觸覺感知的重要方面：觸覺感知是機(jī)器人獲取外界環(huán)境信息的重要途徑，其中壓力檢測(cè)是觸覺感知的重要方面。所謂“柔性”是指觸覺傳感器具有類似人類皮膚的物理特性，即具備一定的柔度可覆蓋在載體表面測(cè)量受力信息，從而感知目標(biāo)對(duì)象的特征信息。因此，柔性壓力傳感技術(shù)的發(fā)展對(duì)機(jī)器觸覺感知領(lǐng)域至關(guān)重要。圖：Freedom仿人觸覺靈巧手對(duì)比圖：機(jī)器人多類傳感器和柔性電子皮膚無(wú)觸覺力控情況有觸覺力控情況23資料來(lái)源：上海硅步公眾號(hào)，《Energyautonomouselectronicskin》CarlosGarcíaNú?ez等，天風(fēng)證券研究所3.1觸覺是機(jī)器人的重要感知方式，柔性傳感器市場(chǎng)空間廣闊?觸覺傳感器應(yīng)用廣泛：觸覺傳感器可以廣泛應(yīng)用在工業(yè)機(jī)器人、服務(wù)機(jī)器人、醫(yī)療機(jī)器人、消費(fèi)電子、可穿戴智能設(shè)備、智能家居、智能汽車等領(lǐng)域。根據(jù)新思界產(chǎn)業(yè)研究中心數(shù)據(jù)，預(yù)計(jì)2022-2027年期間觸覺傳感器市場(chǎng)規(guī)模CAGR≈13.1%；其中美國(guó)是全球最大的觸覺傳感器市場(chǎng)，需求占比達(dá)到75%以上。??國(guó)外廠商占據(jù)八成高端觸覺傳感器市場(chǎng)：觸覺傳感器行業(yè)技術(shù)壁壘較高，全球范圍內(nèi)觸覺傳感器產(chǎn)商主要是美國(guó)Tekscan公司、美國(guó)PressureProfileSystems、美國(guó)SensorProductsInc等，CR3占比達(dá)60%以上，美國(guó)觸覺傳感器行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力強(qiáng)。國(guó)產(chǎn)觸覺傳感器替代空間廣闊：中國(guó)在高端觸覺傳感器領(lǐng)域處于明顯弱勢(shì)地位，觸覺傳感器是我國(guó)重點(diǎn)攻艱的35項(xiàng)“卡脖子”技術(shù)之一，目前我國(guó)觸覺傳感器生產(chǎn)實(shí)力不足，布局企業(yè)數(shù)量較少，且多數(shù)以技術(shù)含量較低的產(chǎn)品研制為主，市場(chǎng)需求對(duì)外依賴度超90%。圖：2017-2022年中國(guó)柔性傳感器行業(yè)供需情況圖：2017-2022年中國(guó)柔性傳感器行業(yè)規(guī)模2545%40%35%30%25%20%15%10%5%6000500040003000200010000201510500%201720182019202020212022201720182019202020212022產(chǎn)量（萬(wàn)個(gè)）需求量（萬(wàn)個(gè)）市場(chǎng)規(guī)模（億元）YoY（%）24資料來(lái)源：新思界，智研咨詢公眾號(hào)，天風(fēng)證券研究所3.1觸覺是機(jī)器人的重要感知方式，柔性傳感器市場(chǎng)空間廣闊?全球柔性傳感器市場(chǎng)量?jī)r(jià)齊升：隨著科技的不斷進(jìn)步和應(yīng)用領(lǐng)域的拓展，柔性傳感器在智能手機(jī)、可穿戴設(shè)備、智能家居等消費(fèi)電子產(chǎn)品中的應(yīng)用將持續(xù)增長(zhǎng)，推動(dòng)市場(chǎng)規(guī)模的增長(zhǎng)。隨著人們對(duì)智能化產(chǎn)品的需求增加，柔性傳感器市場(chǎng)在消費(fèi)電子領(lǐng)域的份額將繼續(xù)擴(kuò)大。根據(jù)智研咨詢數(shù)據(jù)顯示，全球柔性傳感器行業(yè)市場(chǎng)規(guī)模呈現(xiàn)逐年上漲態(tài)勢(shì)，2022年全球柔性傳感器市場(chǎng)規(guī)模為19.31億美元，需求量為2.43萬(wàn)個(gè)，均價(jià)為7.95美元/個(gè)。?中國(guó)柔性傳感器市場(chǎng)規(guī)模有望繼續(xù)擴(kuò)大：隨著國(guó)內(nèi)制造業(yè)的升級(jí)和智能化需求的增加，柔性傳感器在各個(gè)領(lǐng)域的應(yīng)用將不斷增加。根據(jù)智研究咨詢數(shù)據(jù)顯示，中國(guó)柔性傳感器行業(yè)市場(chǎng)規(guī)模增長(zhǎng)速度較快，2022年中國(guó)柔性傳感器行業(yè)市場(chǎng)規(guī)模為21.12億元。圖：2017-2022年全球柔性傳感器行業(yè)規(guī)模圖：2017-2022年全球柔性傳感器需求及價(jià)格情況38.2825201510525%20%15%10%5%2.527.87.67.47.271.516.86.66.46.20.5000%201720182019202020212022201720182019202020212022市場(chǎng)規(guī)模（億美元）YoY（%）需求量（億個(gè)）均價(jià)（美元/個(gè)，右軸）25資料來(lái)源：智研咨詢公眾號(hào)，天風(fēng)證券研究所3.1觸覺是機(jī)器人的重要感知方式，柔性傳感器市場(chǎng)空間廣闊?消費(fèi)電子應(yīng)用持續(xù)擴(kuò)大，新興領(lǐng)域不斷拓展：柔性傳感器在智能手機(jī)、可穿戴設(shè)備、智能家居等消費(fèi)電子產(chǎn)品中的應(yīng)用將持續(xù)增長(zhǎng)。中國(guó)消費(fèi)者對(duì)智能化產(chǎn)品的需求持續(xù)高漲。除了傳統(tǒng)的消費(fèi)電子領(lǐng)域，中國(guó)柔性傳感器市場(chǎng)還將在新興領(lǐng)域得到進(jìn)一步發(fā)展。例如，中國(guó)工業(yè)自動(dòng)化、機(jī)器人技術(shù)的快速發(fā)展將推動(dòng)柔性傳感器在工業(yè)應(yīng)用中的應(yīng)用增長(zhǎng)。?需求持續(xù)增長(zhǎng)，國(guó)產(chǎn)化率逐步提高：根據(jù)智研究咨詢數(shù)據(jù)顯示，中國(guó)柔性傳感器需求較大，2022年中國(guó)柔性傳感器需求量為4923萬(wàn)個(gè)，產(chǎn)量?jī)H為1634萬(wàn)個(gè)；2022年國(guó)產(chǎn)柔性傳感器市場(chǎng)規(guī)模達(dá)3.12億元，同比增長(zhǎng)31.6%；國(guó)產(chǎn)化率逐步提高，2022年中國(guó)柔性傳感器國(guó)產(chǎn)化率為32.50%。圖：2017-2022年國(guó)產(chǎn)柔性傳感器銷量及中國(guó)市場(chǎng)傳感器價(jià)格情況圖：2017-2022年國(guó)產(chǎn)柔性傳感器市場(chǎng)規(guī)模180016001400120010008004443424140393837363534333.5380%70%60%50%40%30%20%10%0%2.521.516004000.502000201720182019202020212022201720182019202020212022銷量（萬(wàn)個(gè)，左軸）單價(jià)（元/個(gè)）市場(chǎng)規(guī)模（億元）YoY（%）26資料來(lái)源：智研咨詢公眾號(hào)，共研咨詢，天風(fēng)證券研究所3.2柔性壓力傳感器：壓阻式傳感器或?qū)⒊蔀橹髁?柔性壓力傳感器按照傳感原理主要可以分為，壓阻式（電阻式）、電容式、電感式、壓電式、光電式等：?電容式：在外力作用下使兩極板間的相對(duì)位置發(fā)生變化，從而導(dǎo)致兩級(jí)間電容變化，通過檢測(cè)電容的變化量實(shí)現(xiàn)檢測(cè)。優(yōu)勢(shì)是測(cè)量量程大，線性度好，制造成本低，實(shí)時(shí)性高；劣勢(shì)是物理尺寸大，不易集成化，易受噪聲影響，穩(wěn)定性差。??電感式：利用電磁感應(yīng)原理將壓力作用轉(zhuǎn)換為線圈的自感系數(shù)和互感系數(shù)的變化，并將磁場(chǎng)的變化通過磁路系統(tǒng)轉(zhuǎn)化為電信號(hào)，從而檢測(cè)接觸面上的壓力信號(hào)。優(yōu)勢(shì)是制造成本低，測(cè)試量程范圍大；劣勢(shì)是磁場(chǎng)分布難以控制，分辨率低；一致性差。壓電式：基于壓電效應(yīng)的傳感器，是一種自發(fā)電式和機(jī)電轉(zhuǎn)換式傳感器。優(yōu)勢(shì)是動(dòng)態(tài)范圍寬，有較好的耐用性；劣勢(shì)是易受熱響效應(yīng)影響。圖：電子觸覺皮膚傳感器的轉(zhuǎn)換機(jī)制27資料來(lái)源：《機(jī)器人觸覺傳感器發(fā)展概述》宋愛國(guó)，天風(fēng)證券研究所3.2柔性壓力傳感器：壓阻式傳感器或?qū)⒊蔀橹髁?柔性壓阻式壓力傳感器被認(rèn)為是下一代柔性壓力傳感器的理想選擇：柔性壓阻式傳感器以器件結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、靈敏度高、響應(yīng)快、制造成本低、穩(wěn)定性好等優(yōu)點(diǎn)被認(rèn)為是下一代柔性壓力傳感器的理想選擇。劣勢(shì)是體積大，不易實(shí)現(xiàn)微型化；功耗高，接觸表面易碎；易受噪聲影響。?柔性壓阻式壓力傳感器：利用彈性材料的電阻率隨壓力大小的變化而變化的性質(zhì)制成，將接觸面上的的壓力信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)。主要分為兩大類：一類是基于導(dǎo)電橡膠、導(dǎo)電塑料、導(dǎo)電纖維等復(fù)合型高分析導(dǎo)電材料制成的器件；導(dǎo)電橡膠是將玻璃鍍銀、鋁鍍銀、銀等導(dǎo)電顆粒均勻分布在硅橡膠中，受到壓力時(shí)導(dǎo)電顆粒發(fā)生接觸導(dǎo)致電阻率發(fā)生變化。另一類是根據(jù)半導(dǎo)體材料的壓阻效應(yīng)制成的器件，其基片可直接作為測(cè)量傳感元件，擴(kuò)散電阻在基片內(nèi)組成惠斯通電橋。當(dāng)基片受到外力作用時(shí)，電阻率發(fā)生顯著變化導(dǎo)致各電阻值發(fā)生變化，電橋就會(huì)產(chǎn)生相應(yīng)的電壓信號(hào)輸出。圖：半導(dǎo)體材料壓阻效應(yīng)圖：

高分子復(fù)合材料壓阻效應(yīng)（d）和隧穿效應(yīng)（e）28資料來(lái)源：《柔性壓阻式壓力傳感器的研究進(jìn)展

》李鳳超，天風(fēng)證券研究所3.3柔性MEMS壓力傳感器：空間分辨率和靈敏度較高??壓阻性觸覺傳感器根據(jù)敏感材料不同分為MEMS（微機(jī)電系統(tǒng)）應(yīng)變計(jì)類、導(dǎo)電聚合物類、導(dǎo)電橡膠類和導(dǎo)電溶液類。MEMS工藝是微電子和微機(jī)械的巧妙結(jié)合：MEMS是集微型傳感器、執(zhí)行器、機(jī)械結(jié)構(gòu)、電源能源、信號(hào)處理、控制電路、高性能電子集成器件、接口、通信等于一體的微米或納米級(jí)器件或系統(tǒng)。簡(jiǎn)而言之，MEMS工藝就是將傳統(tǒng)機(jī)械系統(tǒng)的部件微型化后，利用半導(dǎo)體加工技術(shù)將微型機(jī)械系統(tǒng)和集成電路固定在硅晶圓上，然后根據(jù)不同的應(yīng)用場(chǎng)景采用特殊定制的封裝形式，最終切割組裝形成硅基換能器。?柔性MEMS壓阻式傳感器具有靈敏度高、空間分辨率高的優(yōu)勢(shì)：基于微納結(jié)構(gòu)的柔性壓力傳感器集成到機(jī)器人中，可以實(shí)現(xiàn)靈敏的觸覺感知，然而例如金字塔和半球等傳統(tǒng)對(duì)稱結(jié)構(gòu)，只能感知力的大小，卻無(wú)法感受力的方向；觸覺不僅由壓力引起，還由剪切力和摩擦力所引起，其大小和方向都很重要。圖：不同壓阻式傳感器優(yōu)缺點(diǎn)對(duì)比種類柔性基底+敏感材料舉例優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)PI+金屬應(yīng)變計(jì)PI+NiCrPDMS+應(yīng)變片單元易碎成本較高封裝后尺寸大靈敏度高空間分辨率高M(jìn)EMS應(yīng)變計(jì)彎曲性好成本低導(dǎo)電聚合物導(dǎo)電橡膠PDMS+Flemion靈敏度低PDMS+混有CNT的PDMSPDMS+INASTROMER導(dǎo)電橡膠彎曲性好可檢測(cè)靜態(tài)動(dòng)力存在遲滯現(xiàn)象集成度高穩(wěn)定性好信號(hào)串?dāng)_密封性要求高導(dǎo)電溶液柔性橡膠+導(dǎo)電液（BioTac）*CNT：碳納米管，MEMS：微機(jī)電系統(tǒng)，PDMS：聚二甲基硅氧烷，PI：聚酰亞胺資料來(lái)源：《一種面向視觸融合人機(jī)交互的柔性觸覺傳感陣列》王爽，天風(fēng)證券研究所293.3柔性MEMS壓力傳感器：空間分辨率和靈敏度較高??MEMS技術(shù)應(yīng)用在大部分觸覺傳感器：大部分常用的觸覺傳感器或多或少地應(yīng)用了MEMS技術(shù)，此類傳感器空間分辨率較高，但MEMS觸覺設(shè)備容易損壞。柔性MEMS壓力傳感器：使用柔性材料制作的MEMS壓力傳感器，通過直接檢測(cè)材料表面形變來(lái)感知力度，相較于傳統(tǒng)硅基MEMS壓力傳感器來(lái)說，柔性MEMS傳感器由于具有柔性特質(zhì)，因此對(duì)于系統(tǒng)其他部件的結(jié)構(gòu)和內(nèi)部空間結(jié)構(gòu)要求較低，具有更強(qiáng)的適應(yīng)性，應(yīng)用范圍較廣。?傳統(tǒng)MEMS壓力傳感器：主要通過測(cè)量面板與固定位之間的間距變化，導(dǎo)致對(duì)MEMS觸點(diǎn)產(chǎn)生擠壓來(lái)測(cè)量壓力；由于需要檢測(cè)面板間距變化，需緊密支撐，對(duì)結(jié)構(gòu)依賴度高，并且容易受到外部結(jié)構(gòu)變化的影響，這也使得其在部署上對(duì)其他部件結(jié)構(gòu)和內(nèi)部結(jié)構(gòu)要求較高，組裝更為復(fù)雜，可適應(yīng)性和應(yīng)用范圍相對(duì)較窄。圖：柔性壓力傳感器下游應(yīng)用圖：紐迪瑞（NDT）柔性與傳統(tǒng)技術(shù)示意圖30資料來(lái)源：芯智訊公眾號(hào)，麥姆斯咨詢，天風(fēng)證券研究所3.4指尖觸覺解決方案：多點(diǎn)陣列壓力傳感器???將MEMS傳感器陣列化并集成在柔性可延展襯底是實(shí)現(xiàn)柔性電子的重要途經(jīng)：許多研究采用了復(fù)雜的微結(jié)構(gòu)來(lái)增強(qiáng)傳感器的靈敏度，但實(shí)現(xiàn)微型結(jié)構(gòu)通常要涉及復(fù)雜且昂貴的制造工序，不利于陣列化；目前有部分機(jī)器人廠商和研究機(jī)構(gòu)采用了多點(diǎn)陣壓力傳感器方案來(lái)實(shí)現(xiàn)人工指尖觸覺感應(yīng)。瑞森可Freehandy靈巧手：瑞森可聯(lián)合清華大學(xué)開發(fā)團(tuán)隊(duì)推出可穿戴式五指靈巧手Freehandy；使用多陣列壓力傳感器（15*15mm的面積上共25個(gè)感應(yīng)點(diǎn)），利用CMOS工藝，組成復(fù)合傳感結(jié)構(gòu)，可實(shí)現(xiàn)觸覺、滑覺的精準(zhǔn)感知；單指指尖抓取力強(qiáng)（整手最大負(fù)載1.0Kg），指尖傳感精度高（單點(diǎn)0.3N），可適用于多種類物品的復(fù)雜抓取場(chǎng)景。特斯拉第二代Optimus機(jī)器人增加手指觸覺傳感器：全新11自由度靈巧手，通過新增手指觸覺傳感器，實(shí)現(xiàn)捏雞蛋的精細(xì)操作。圖：集成微型觸覺傳感器陣列機(jī)器手圖：第二代Optimus靈巧手部指尖傳感器31資料來(lái)源：財(cái)聯(lián)社公眾號(hào)，《用于人工指尖觸覺感應(yīng)的柔性MEMS電容式壓力傳感器研究》楊俊，天風(fēng)證券研究所3.4指尖觸覺解決方案：多點(diǎn)陣列壓力傳感器??上海硅步靈巧手：Freedom仿人形五指觸感靈巧手整機(jī)重量較輕，單指指尖抓取力強(qiáng)，單手具有6個(gè)自由度；該靈巧手憑借指尖末端多點(diǎn)陣列壓力傳感器，可高精度地執(zhí)行多種抓取操作。指尖多陣列觸覺傳感器：設(shè)計(jì)上下面為“五縱五橫”形式，從而將整塊壓敏材料自動(dòng)分割為5*5矩陣形式，共具有25個(gè)壓阻力單元，靈巧手手指?jìng)鞲衅鲗?shí)物抓取中實(shí)時(shí)反饋，通過算法實(shí)現(xiàn)觸感感知能力，感知精度最小為0.3N以內(nèi)，響應(yīng)速度0.05S。?觸覺傳感單元：具有16個(gè)觸點(diǎn)，采用靈敏度高弛豫時(shí)間低的柔性壓敏材料、穩(wěn)定性高的“柔性-非柔性”界面過渡材料、彈性好機(jī)械強(qiáng)度高的柔性包覆與支撐材料、節(jié)點(diǎn)間的柔性互連材料為主要本體材料，同時(shí)結(jié)合

CMOS工藝技術(shù)，通過在

CMOS觸覺傳感器實(shí)現(xiàn)復(fù)合傳感結(jié)構(gòu)，構(gòu)成單片的觸覺傳感單元（即觸點(diǎn)）；并采用柔性技術(shù)實(shí)現(xiàn)傳感單元間的互連與信號(hào)讀出。圖：Freedom仿人形五指觸感靈巧手圖：壓力傳感器陣列裝置和PＲ2機(jī)器人手爪32資料來(lái)源：上海硅步公眾號(hào)，《智能機(jī)器人用觸覺傳感器應(yīng)用現(xiàn)狀》鄧劉劉，天風(fēng)證券研究所3.5微結(jié)構(gòu)：提升壓阻式柔性傳感器靈敏度?微結(jié)構(gòu)創(chuàng)新設(shè)計(jì)被認(rèn)為是增強(qiáng)柔性傳感器性能最有效的手段之一：微結(jié)構(gòu)具有在微小壓力下易變形的特點(diǎn)，國(guó)際學(xué)者相繼提出了各種利用微結(jié)構(gòu)之間相互接觸導(dǎo)致電阻變化進(jìn)而實(shí)現(xiàn)傳感的柔性壓力傳感器。微結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)類型主要有三類，分別為單一微凸體結(jié)構(gòu)

(金字塔結(jié)構(gòu)、半球狀結(jié)構(gòu)、半柱狀結(jié)構(gòu)、無(wú)規(guī)則結(jié)構(gòu)等)；復(fù)合微凸體結(jié)構(gòu)；

三維多孔結(jié)構(gòu)等。?微結(jié)構(gòu)可以通過增加形變時(shí)接觸面積來(lái)提升傳感器靈敏度：微結(jié)構(gòu)逐漸應(yīng)用在柔性襯底或?qū)щ妼?，顯著提升傳感器靈敏度。例如互鎖結(jié)構(gòu)（左下圖c/d）在加載壓力時(shí)，在接觸點(diǎn)處引起應(yīng)力集中和微腔局部變形,

使得互鎖微穹陣列之間的接觸面積顯著增大并影響接觸點(diǎn)處的隧穿電阻。相對(duì)于平面結(jié)構(gòu)和單一的半球形結(jié)構(gòu)而言,

互鎖型微結(jié)構(gòu)有效的提高了傳感器的靈敏度圖：基于微結(jié)構(gòu)電容型壓力傳感器和電阻型壓力傳感器圖：微結(jié)構(gòu)電阻式柔性壓力傳感器示意圖基于電雙層的電容型壓力傳感器，含有多級(jí)非穩(wěn)態(tài)自補(bǔ)償基于互鎖結(jié)構(gòu)的電阻型壓力傳感器資料來(lái)源：《柔性壓力傳感器的原理及應(yīng)用》侯星宇，《微結(jié)構(gòu)化柔性壓力傳感器的性能增強(qiáng)機(jī)制、實(shí)現(xiàn)方法與應(yīng)用優(yōu)勢(shì)》趙

靜，天風(fēng)證券研究所333.5微結(jié)構(gòu)：提升壓阻式柔性傳感器靈敏度??微結(jié)構(gòu)拓寬柔性壓力傳感器應(yīng)用范圍：通過活性層材料種類的篩選及微結(jié)構(gòu)的合理設(shè)計(jì)，可以進(jìn)一步提高材料的傳感范圍、靈敏度和穩(wěn)定性，從而實(shí)現(xiàn)柔性壓阻式壓力傳感器在人工智能、機(jī)器人電子皮膚、可穿戴設(shè)備及健康檢測(cè)領(lǐng)域的實(shí)際應(yīng)用。微結(jié)構(gòu)制造較為復(fù)雜：目前學(xué)者普遍用微結(jié)構(gòu)增敏技術(shù)，旨在提高傳感器的靈敏度，雖然在低壓范圍內(nèi)傳感器靈敏度得到極大提高，但傳感范圍普遍較小。多層微結(jié)構(gòu)可以提升靈敏度和測(cè)量范圍，但制造方法復(fù)雜，制造設(shè)備昂貴、難以批量生產(chǎn)及測(cè)量范圍相對(duì)較小等問題限制了微結(jié)構(gòu)柔性力敏傳感器的廣泛應(yīng)用。此外，柔性壓力傳感器在人體上或者惡劣的環(huán)境下的實(shí)際應(yīng)用受到很大限制，研制更加環(huán)境友好的的傳感器也是未來(lái)研究重點(diǎn)。圖：柔性壓阻式壓力傳感器活性層材料、微結(jié)構(gòu)類型及應(yīng)用34資料來(lái)源：《柔性力敏傳感器發(fā)展現(xiàn)狀》蘇倩，《柔性壓阻式壓力傳感器的研究進(jìn)展》李鳳超，天風(fēng)證券研究所3.6柔性電子皮膚：潛在市場(chǎng)廣闊，機(jī)遇與挑戰(zhàn)并存?柔性觸覺電子皮膚具有與人體觸覺傳感器相仿的功能：電子皮膚（E-skin）作為機(jī)器人外表面蒙皮可為機(jī)器人提供豐富的觸覺信息，促進(jìn)機(jī)器人控制領(lǐng)域及新一代人機(jī)交互領(lǐng)域的發(fā)展。高柔彈性、高靈敏度的電子皮膚觸覺傳感器使機(jī)器人更加靈活、纖細(xì)、智能、人性化。感知皮膚可以如同衣服一樣附著在更重載體表面，完成接觸力的測(cè)量，不受接觸面積和形狀限制。?如何在提升觸覺靈敏度的同時(shí)保持傳感器的機(jī)械穩(wěn)定性是柔性電子皮膚研究領(lǐng)域的一大挑戰(zhàn)：電子皮膚研究面臨的最大難點(diǎn)在于難以找到合適的復(fù)合材料，以同時(shí)實(shí)現(xiàn)人類皮膚的物理化學(xué)屬性和刺激感知屬性。圖：電子皮膚觸覺傳感陣列的構(gòu)建過程圖：仿真電子皮膚結(jié)構(gòu)資料來(lái)源：《Embedmentofsensingelementsforrobust,highlysensitive,andcross-talk–freeiontronicskinsforroboticsapplications》JUNLISHI，國(guó)家自然科學(xué)基金委員會(huì)，浙江清華柔性電子技術(shù)研究院，天風(fēng)證券研究所353.6柔性電子皮膚：潛在市場(chǎng)廣闊，機(jī)遇與挑戰(zhàn)并存??電子皮膚在智能系統(tǒng)應(yīng)用具有重要意義：由于觸覺傳感器的高性能，在智能系統(tǒng)中的應(yīng)用越來(lái)越廣泛；電子皮膚不僅可以實(shí)現(xiàn)更智能的機(jī)器人，而且在可穿戴設(shè)備和醫(yī)療領(lǐng)域具有重要意義。電子皮膚在實(shí)際應(yīng)用中存在諸多挑戰(zhàn)：高靈敏度、高柔性的電子皮膚制造工藝復(fù)雜、成本高和難以批量生產(chǎn)；目前，柔性電子皮膚的發(fā)展仍然受材料與結(jié)構(gòu)限制，在測(cè)量精度上無(wú)法與傳統(tǒng)成熟的金屬及半導(dǎo)體傳感器相比；未來(lái)研究中，探索新材料和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)仍是制備高性能電子皮膚的關(guān)鍵，尤其是高靈敏度和高柔性的電子皮膚。圖：全柔性觸覺壓力傳感器圖：機(jī)械解耦的壓力傳感器（MDPS）總體示意圖資料來(lái)源：《高靈敏度柔性電子皮膚的研究與應(yīng)用進(jìn)展》吳帥帥，《On-skinandtele-hapticapplicationofmechanicallydecoupledtaxelarrayondynamicallymovingandsoftsurfaces》SeYoungKwon，天風(fēng)證券研究所363.6柔性電子皮膚：潛在市場(chǎng)廣闊，機(jī)遇與挑戰(zhàn)并存?大規(guī)模部署難題：人類皮膚是人體面積最大的器官，一個(gè)成年人的皮膚展開面積約2平方米。為了模擬人類皮膚，觸覺傳感器陣列需要具有良好的拼接性，以適應(yīng)不同尺寸和形狀的測(cè)量表面，要求觸覺傳感器具備可以自由擴(kuò)展的特性。雖然在對(duì)單個(gè)傳感單元的研究中，無(wú)論是傳感單元的靈敏度、分辨率、柔彈性等性能都已經(jīng)取得突破，但是陣列式觸覺傳感器在成本、拼接、串?dāng)_等難題上的進(jìn)步空間還很大。?新型制造工藝：聚合物微機(jī)械加工工藝等新型制作方法和3D打印技術(shù)逐步興起，在部分領(lǐng)域顛覆了傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)和制造方式，為電子皮膚觸覺傳感器的柔彈性的實(shí)現(xiàn)創(chuàng)造了新的可能。另外，在柔性化和集成化方面，隨著微電子技術(shù)的飛速發(fā)展、微米/納米技術(shù)的問世，以及大規(guī)模集成電路工藝技術(shù)的日臻完善，集成電路器件的密集度越來(lái)越高。同時(shí)，各種數(shù)字電路芯片、模擬電路芯片、微處理器芯片、存儲(chǔ)器電路芯片的價(jià)格大幅度下降，對(duì)觸覺傳感器的發(fā)展起到極大的推動(dòng)作用。圖：光刻模板法制作微結(jié)構(gòu)共形電極圖：3D打印制備活性層圖：石墨烯復(fù)合材料制備工藝資料來(lái)源：《柔性壓阻式壓力傳感器的研究進(jìn)展》李鳳超，《微結(jié)構(gòu)化柔性壓力傳感器的性能增強(qiáng)機(jī)制、實(shí)現(xiàn)方法與應(yīng)用優(yōu)勢(shì)》趙靜，天風(fēng)證券研究所374建議關(guān)注請(qǐng)務(wù)必閱讀正文之后的信息披露和免責(zé)申明384.1漢威科技：能斯達(dá)立足柔性微納傳感，開創(chuàng)柔性感知產(chǎn)業(yè)新未來(lái)?漢威科技全面布局傳感器業(yè)務(wù)：公司的傳感器業(yè)務(wù)集研發(fā)、生產(chǎn)、銷售為一體，掌握厚膜、薄膜、MEMS、陶瓷等核心工藝，產(chǎn)品覆蓋氣體、壓力、流量、溫度、濕度、光電、加速度等門類，是最具成長(zhǎng)性和價(jià)值的核心業(yè)務(wù)板塊之一。該板塊業(yè)務(wù)主要由公司旗下子公司煒盛科技、山西騰星、深圳漢威、蘇州能斯達(dá)等開展。?2013年開始布局柔性傳感器：漢威傳感器產(chǎn)業(yè)集群成員蘇州能斯達(dá)（控股子公司）已經(jīng)攻克了柔性微納傳感器靈敏度低、穩(wěn)定性差和規(guī)?；圃祀y等關(guān)鍵技術(shù)難題，建立了穩(wěn)定的納米敏感材料體系。其現(xiàn)已掌握了柔性壓阻、柔性壓電、柔性溫濕度、柔性電容、柔性汗液五大核心技術(shù)，擁有柔性壓力傳感器、柔性壓電傳感器、柔性織物、柔性應(yīng)變傳感器、柔性溫濕度傳感器、柔性熱敏傳感器、柔性電容傳感器、柔性汗液傳感器八大產(chǎn)品系列，百余項(xiàng)核心專利，還擁有一條年產(chǎn)千萬(wàn)支柔性傳感器的超凈印刷線和組裝線，在消費(fèi)電子、健康醫(yī)療、IOT等戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè)均有相關(guān)應(yīng)用落地，在柔性傳感器產(chǎn)業(yè)化方面具有國(guó)際領(lǐng)先水平。圖：公司營(yíng)收及凈利潤(rùn)情況圖：公司毛利率及歸母凈利率情況400%300%200%100%0%40%30.033.47%33.47%298.1%19.431.41%31.84%24.035%30%25%20%15%10%5%23.225.020.015.010.05.028.37%11.53%18.215.428.0%4.9%11.36%-49.8%-12.6%10.59%7.43%20.3%19.3%2.66.7%2.13.4%2.8-100%-200%-300%1.2-268.3%-1.00.00%-5.70%20192020202120222023Q1-3-5.0-5%-10%20192020202120222023Q1-3營(yíng)業(yè)收入（億元）歸母凈利潤(rùn)（億元）收入YoY歸母凈利潤(rùn)YoY銷售毛利率歸母凈利率資料來(lái)源：漢威科技公告，漢威科技集團(tuán)股份有限公司公眾號(hào)，Wind，天風(fēng)證券研究所

/*漢威科技（機(jī)械團(tuán)隊(duì)與電子團(tuán)隊(duì)聯(lián)合覆蓋）394.1漢威科技：能斯達(dá)立足柔性微納傳感，開創(chuàng)柔性感知產(chǎn)業(yè)新未來(lái)?蘇州能斯達(dá)：中科院蘇州納米所知名海歸科學(xué)家張珽團(tuán)隊(duì)創(chuàng)立的一家國(guó)家級(jí)高新技術(shù)企業(yè)，公司致力于柔性壓力傳感器的研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化，開創(chuàng)了國(guó)內(nèi)柔性智能感知技術(shù)和印刷電子的領(lǐng)先品牌，公司將柔性感知傳感器與智能終端緊密結(jié)合，打造了柔性傳感智能化平臺(tái)。?蘇州能斯達(dá)積極拓展柔性微納傳感器應(yīng)用場(chǎng)景：23H1蘇州能斯達(dá)訂單金額不斷增加，應(yīng)用領(lǐng)域不斷拓展，柔性微納傳感器目前已在智能機(jī)器人領(lǐng)域有明確的應(yīng)用，并與小米科技、九號(hào)科技、深圳科易機(jī)器人等積極開展業(yè)務(wù)合作，后續(xù)發(fā)展空間廣闊。小米長(zhǎng)江產(chǎn)業(yè)基金于2022年3月作為戰(zhàn)略投資者增資，增資后持有蘇州能斯達(dá)5.21%股權(quán)。圖：漢威柔性傳感器布局圖：漢威柔性傳感器產(chǎn)品40資料來(lái)源：漢威科技公告，漢威科技集團(tuán)股份有限公司公眾號(hào)，天風(fēng)證券研究所

/*漢威科技（機(jī)械團(tuán)隊(duì)與電子團(tuán)隊(duì)聯(lián)合覆蓋）4.2柯力傳感：國(guó)內(nèi)應(yīng)變式傳感器龍頭，拓展六維力+力矩傳感器圖：公司分產(chǎn)品營(yíng)收占比

深耕應(yīng)變式傳感器，提供系統(tǒng)應(yīng)用解決方案：公司前身寧波柯力電氣制造有限公司成立于1994年，2005-2010年公司發(fā)展成為中國(guó)最大的傳感器生產(chǎn)企業(yè)?，F(xiàn)階段，公司以傳感器為基石，大力發(fā)展工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)，縱向深挖多物理量傳感器領(lǐng)域，例如視覺、壓力、流量、氣體傳感器等，橫向擴(kuò)展物聯(lián)網(wǎng)，持續(xù)推進(jìn)“感知層—網(wǎng)絡(luò)層—應(yīng)用層”。100%80%60%40%20%0%10%9%8%9%10%9%10%8%18%10%20%16%19%19%26%66%63%62%56%52%

盈利能力修復(fù)，業(yè)務(wù)多元化：2023年前三季度公司營(yíng)業(yè)收入較上年持平，毛利率及歸母凈利率達(dá)2018年以來(lái)高點(diǎn)，應(yīng)變式傳感器業(yè)務(wù)占比由2018年的66%降至2022年的52%。20182019202020212022應(yīng)變式傳感器系統(tǒng)集成產(chǎn)品儀表附件、服務(wù)等圖：公司營(yíng)收及歸母凈利潤(rùn)情況圖：公司毛利率及歸母凈利率情況121040%30%20%10%50.0%43.1%10.6110.3143.7%26.5%40.9%41.1%26.3%40.2%8.3530.0%8.0638.3%24.4%29.7%13.0%7.4040.0%30.0%20.0%10.0%864207.0923.4%20.2%24.7%201924.5%202214.2%2.5112.8%2.202.602.148.7%1.834.4%19.8%20181.413.6%2.8%0.4%

0%2023Q1-320182019202020212022202020212023Q1-3營(yíng)業(yè)收入（億元）歸母凈利潤(rùn)（億元）營(yíng)業(yè)收入YoY歸母凈利潤(rùn)YoY毛利率歸母凈利率41資料來(lái)源：Wind，天風(fēng)證券研究所

/*柯力傳感（新興產(chǎn)業(yè)團(tuán)隊(duì)覆蓋）4.2柯力傳感：國(guó)內(nèi)應(yīng)變式傳感器龍頭，拓展六維力+力矩傳感器

人形機(jī)器人引領(lǐng)傳感新趨勢(shì)，緊密跟蹤發(fā)展機(jī)遇：人形機(jī)器人“具身智能+AI”為傳感器行業(yè)發(fā)展打開想象空間，引領(lǐng)新一輪智能傳感器行業(yè)發(fā)展趨勢(shì)，人形機(jī)器人相關(guān)傳感器如編碼器、力/力矩傳感器、慣性傳感器、視覺/味覺/嗅覺傳感器等引起廣泛關(guān)注?？铝鞲袉?dòng)整體傳感器市場(chǎng)調(diào)研計(jì)劃，每月跟蹤機(jī)器人行業(yè)市場(chǎng)變化和傳感器需求及競(jìng)爭(zhēng)分析，重點(diǎn)調(diào)研觸覺類傳感器的客戶需求、傳感器競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手及新品，為產(chǎn)品研發(fā)方向及體系建設(shè)提供支持。

創(chuàng)新傳感器初見雛形，研發(fā)+投資駛?cè)肟燔嚨溃嚎铝鞲性谀壳耙延械奈⑿?、扭矩、二維/三維/六維力等高端力學(xué)傳感器基礎(chǔ)上，加快自主研發(fā)，積極尋求與各大機(jī)器人廠商的合作，截至2023上半年度已實(shí)現(xiàn)了多款扭矩傳感器、多維力傳感器產(chǎn)品的送樣和試制。公司積極推動(dòng)多維力、機(jī)器人傳感器投資項(xiàng)目，融合微型傳感器投資項(xiàng)目，與全國(guó)相關(guān)企業(yè)洽談投資項(xiàng)目。公司在深圳建設(shè)新的研發(fā)中心，充分利用當(dāng)?shù)刭Y源打造微型傳感器產(chǎn)線、推動(dòng)柯力傳感谷落地。加速機(jī)器人傳感器向億級(jí)營(yíng)收發(fā)展。圖：公司部分應(yīng)變式傳感器表：柯力傳感不同型號(hào)扭矩傳感器性能參數(shù)型號(hào)NJ-JNJ-K50,100,200,300,500,800N.m額定載荷50,100N.m適用場(chǎng)景靜態(tài)扭矩、扭矩扳手檢測(cè)靜態(tài)扭矩檢測(cè)靈敏度綜合誤差溫度影響蠕變零點(diǎn)平衡安全過載極限過載材質(zhì)1.0-2.0mV/V±0.5；±1%F.S±0.03%F.S/10°C±0.05%F.S±1%F.S1.0-2.0mV/V±0.5；±1%F.S±0.05%F.S/10°C±0.05%F.S±1%F.S120%F.S180%F.S合金鋼120%F.S150%F.S合金鋼42資料來(lái)源：柯力傳感官網(wǎng)，天風(fēng)證券研究所

/*柯力傳感（新興產(chǎn)業(yè)團(tuán)隊(duì)覆蓋）4.3瀚川智能：投資坤維科技，布局相關(guān)產(chǎn)業(yè)鏈?瀚川智能布局相關(guān)產(chǎn)業(yè)鏈：全資子公司蘇州瀚海皓星投資管理有限公司于2020年12月投資了坤維科技，持股比例為4.56%；通過股權(quán)投資向機(jī)器人領(lǐng)域進(jìn)行探索，并結(jié)合智能汽車行業(yè)與智能機(jī)器人行業(yè)的通用零部件進(jìn)行業(yè)務(wù)布局。未來(lái)，隨著坤維科技公司業(yè)務(wù)規(guī)模的擴(kuò)大，公司將從股權(quán)合作進(jìn)一步深化為產(chǎn)業(yè)鏈上下游的業(yè)務(wù)合作。?常州坤維傳感科技：成立于2018年，是一家致力于提供高精度力覺傳感器（六維力傳感器）及力控解決方案的高新技術(shù)企業(yè)，致力于為機(jī)器人及其它智能裝備、工業(yè)過程監(jiān)控、產(chǎn)品質(zhì)量檢測(cè)、科研測(cè)試測(cè)量等領(lǐng)域提供力覺測(cè)量解決方案及相關(guān)產(chǎn)品。經(jīng)過5年發(fā)展，坤維科技的六維傳感器產(chǎn)品在中國(guó)協(xié)作機(jī)器人領(lǐng)域市占率第一。圖：公司營(yíng)收及凈利潤(rùn)情況圖：公司毛利率及歸母凈利率情況14.080%60%40%20%0%70.2%12.040%33.47%33.47%11.412.031.41%31.84%50.8%20.9%35%30%25%20%15%10%5%28.37%11.53%37.7%25.7%31.8%10.08.06.04.02.00.07.64.93%6.011.36%10.59%-20%-40%-60%4.67.43%-39.8%0%-5.70%20190.720190.620210.72022-76.7%

-80%0.420202020202120222023Q1-30.2-5%-10%-100%2023Q1-3營(yíng)業(yè)收入（億元）歸母凈利潤(rùn)（億元）收入YoY歸母凈利潤(rùn)YoY銷售毛利率歸母凈利率43資料來(lái)源：坤維科技官網(wǎng)，高工機(jī)器人公眾號(hào)，天風(fēng)證券研究所4.3瀚川智能：投資坤維科技，布局相關(guān)產(chǎn)業(yè)鏈?深耕六維力傳感機(jī)器，掌握核心技術(shù)：坤維科技創(chuàng)始團(tuán)隊(duì)來(lái)自國(guó)家級(jí)航天科研機(jī)構(gòu)，掌握力覺測(cè)量核心技術(shù)，致力于六維力傳感器的研發(fā)及應(yīng)用，具備相關(guān)產(chǎn)品自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)。公司創(chuàng)始人熊琳畢業(yè)于西北工業(yè)大學(xué)和航天11院，擁有高級(jí)工程師職稱，碩土在讀階段即開始從事六維力傳感器領(lǐng)域研究，曾任航天11院六維力傳感器研發(fā)部門負(fù)責(zé)人，研發(fā)各類六維力矩傳感器60余種類以及多套六維力傳感器標(biāo)校設(shè)備，具備18年從業(yè)經(jīng)驗(yàn)以及豐富的產(chǎn)品質(zhì)量管控經(jīng)驗(yàn)。?產(chǎn)品矩陣逐漸豐富，性能居于行業(yè)領(lǐng)先水平：目前，公司六維力傳感器產(chǎn)品包含8大系列，超過35個(gè)產(chǎn)品型號(hào)，已與節(jié)卡、遨博、睿爾曼、越疆、思靈、大族、法奧等國(guó)內(nèi)協(xié)作機(jī)器人著名廠商開展了深度合作；廣泛應(yīng)用于機(jī)器人、醫(yī)療、科學(xué)研究、航空航天等領(lǐng)域。串?dāng)_精度優(yōu)于0.3%FS，重復(fù)性精度優(yōu)于0.1%FS，部分產(chǎn)品抗過載能力最高可達(dá)到800%FS。憑借軍工級(jí)的質(zhì)量管控能力和產(chǎn)品批量化生產(chǎn)能力，坤維科技可大幅降低優(yōu)質(zhì)力覺傳感器的成本，性價(jià)比遠(yuǎn)超進(jìn)口產(chǎn)品。圖：坤維科技六維力產(chǎn)品（節(jié)選）圖：坤為科技產(chǎn)品應(yīng)用領(lǐng)域（節(jié)選）圖：坤為科技下游合作客戶44資料來(lái)源：坤維科技官網(wǎng)，高工機(jī)器人公眾號(hào)，天風(fēng)證券研究所4.4康斯特：MEMS傳感器垂直布局，突破技術(shù)壟斷