甬兴证券-人形机器人行业深度报告（一）：六维力传感器，人形机器人带来广阔市场，国内企业有望充分受益-240510

　　核心观点

　　六维力传感器主要是利用应变计和电荷放大器将机械力矩转化为电信号，通常包含一个弹性体和多个应变计。http://www.hibor.com.cn【慧博投研资讯】其原理是当传感器受到力或力矩时，弹性体的形状会发生微小变化，导致应变计电阻值的微小变化。http://www.hibor.com.cn（慧博投研资讯）六维力/力矩传感器的核心单元是弹性体，弹性体的结构设计影响着传感器的灵敏度、动态性能、维间耦合等关键性能参数。

　　对于六维力传感器而言，标定需要同时考虑六个维度。一般来说，校准和标定的方法和内容基本相同、设备一致，都需要采用六维联合加载的方式，即三方向的力和三方向的力矩同时加载。六维联合加载标定的样本空间过于复杂，一维力传感器只需9个样本点来标定，六维力传感器的样本空间则包含531441个样本点。

　　硬件解耦和软件解耦是主要解耦方式。理想的六维力传感器每个通道的输出只与本通道的加载力/力矩相关，与其他通道无关。但实际上由于弹性体的机械机构、传感器的机械加工精度、应变片粘贴技术、测量方法等原因，使得每个施加在传感器的力/力矩都会对其它输出信号产生影响，即维间耦合。只有解决维间耦合问题，才能实现六维力/力矩的精确衡量。在平衡静/动态性能同时，消除维间耦合的解耦方法常见有两种，即硬件解耦和软件解耦。

　　六维力传感器应用领域广泛，国内销量保持较高增速。目前广泛应用于汽车行业的碰撞测试、轮毂、座椅等零部件测试以及基于力触觉的人机交互、类人机器人、生物医学研究、医疗机械、航空航天等领域。高工机器人产业研究所（GGII）数据显示，2022年中国市场六维力/力矩传感器销量8360套，同比增长57.97%，其中机器人行业销售4840套，同比增长62.58%。

　　传感器作为机器人感知外界环境的关键部位，在人形机器人系统中处于重要地位。六维力/力矩传感器通常安装于机器人末端执行器与机械臂之间，用于检测作业中的机器人与环境之间的多维交互力/力矩，并将交互力/力矩反馈给机器人力控制系统。根据中国电子报，相较于工业机器人，人形机器人手部的受力方向更复杂，因此有业界人士认为，手部的力量感知应该用六维力传感器实现。

　　投资建议

　　我们认为六维力传感器是人形机器人的重要零部件，特斯拉Optimus为代表的人形机器人将为六维力传感器行业带来较大增量，国内多家厂商现已开始布局，并有相关产品进入产业化应用，相关厂商有望长期受益。相关标的：柯力传感、东华测试、高华科技、万讯自控、四方光电。

　　风险提示

　　人形机器人研发进展不及预期、六维力传感器需求不及预期、人形机器人需求不及预期的风险等。