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敬请参阅报告结尾处免责声明华宝证券 1/4 12 0 2 4 年 0 4 月 1 5 日 证券 研究 报告|产业 深度 报告六 维 力传 感 器：人 机 末 端 力觉 来 源，行 业 格 局 变化 在 即人 形 机 器 人 专 题 报 告 四机 器 人投资 评级：推荐（维持）分 析 师：曾 文 婉分析师登记编码：S 0 8 9 0 5 2 1 0 2 0 0 0 7电话：0 2 1-2 0 3 2 1 3 8 0邮箱：z e n g w e n w a n c n h b s t o c k.c o m销 售 服 务 电 话：0 2 1-2 0 5 1 5 3 5 5行 业 走 势 图（2 0 2 4 年 4 月 1 5 日）资 料 来 源：i F i n d，华 宝 证 券 研 究 创 新 部相 关 研 究 报 告1、拆解人形机器 人结构，寻找高价值量 细 分 领 域 人 形 机 器 人 专 题 报 告 三 2 0 2 4-0 1-2 32、供应端从 0 到 1 有望突破，需求端人 机 替 代 市 场 广 阔 人 形 机 器 人 专 题 报告二2 0 2 3-1 2-2 13、智能化进阶开 启，商业化落地在即人形机器人专题报告一2 0 2 3-1 2-2 0投 资 要 点 力 传 感 器 作 为 力 的 感 知 及 测 量 工 具，上 游 材 料 成 本 占 比 高，下 游 应 用 广 泛。从 产 业 链 上 看：1、力 传 感 器 上 游 直 接 材 料 成 本 占 比 达 8 0%以 上，关 键 环 节 包括 应 变 片 的 加 工 制 造；2、中 游 为 加 工 制 造 与 封 装 检 测，重 要 工 艺 流 程 包 括 弹 性体 的 制 造 与 加 工、应 变 片 的 贴 片、检 测 等 环 节；3、下 游 行 业 应 用 领 域 广 泛，包括 工 业 自 动 化、汽 车、消 费 电 子、医 疗 设 备、航 空 航 天 等。六 维 力 传 感 器 是 维 度 最 高 的 力 传 感 器，已 成 为 高 性 能 人 形 机 器 人 的 标 配。根据 所 测 力 的 维 数 不 同，力 传 感 器 可 被 分 为 一 到 六 维 力 传 感 器；根 据 其 测 量 原 理不 同，又 可 以 分 为 光 电 式、应 变 式、电 容 式、压 电 式 等 类 型。六 维 力 传 感 器 是维 度 最 高 的 力 传 感 器，能 给 出 最 为 全 面 的 力 觉 信 息、提 升 传 感 精 度，并 非 是 多个 低 维 力 传 感 器 可 替 代 的。在 人 形 机 器 人 领 域，六 维 力 传 感 器 可 提 升 机 器 人 手部 操 作 的 精 细 化 与 柔 性 化 程 度 以 及 脚 部 行 走 的 稳 定 性，主 要 安 装 手 腕、脚 踝 等的 末 端 部 位，已 成 为 高 性 能 人 形 机 器 人 的 标 配。六 维 力 传 感 器 生 产 技 术 难 度 大、生 产 效 率 低，产 品 价 格 昂 贵、利 润 较 高。相比 其 他 维 度 力 传 感 器，六 维 力 传 感 器 技 术、资 金 壁 垒 最 高，其 核 心 技 术 包 括 解耦 方 法、六 维 联 合 加 载 标 定 检 测 系 统、降 低 零 点 漂 移 和 温 度 漂 移 等。同 时，六维 力 传 感 器 相 比 普 通 力 传 感 器 在 工 艺 流 程 上 更 为 复 杂，且 尚 未 完 全 实 现 自 动 化生 产，例 如 贴 片 环 节 仍 需 人 工 操 作。最 后，六 维 力 产 品 平 均 单 价 在 2-4 万 左 右、价 格 昂 贵，而 成 本 在 数 千 元，利 润 率 较 高、降 价 空 间 充 足，在 人 形 机 器 人 量 产加 速、降 价 迫 切 的 预 期 下，六 维 力 传 感 器 或 将 迎 来 降 价 潮 以 及 行 业 洗 牌。目 前 六 维 力 传 感 器 市 场 规 模 化 不 足，但 未 来 人 形 机 器 人 量 产 将 带 来 较 大 市 场增 量。国 内 六 维 力 传 感 器 市 场 相 对 小 众，2 0 2 2 年 市 场 规 模 不 到 3 亿 人 民 币、销量 不 到 1 万 套。在 下 游 应 用 中，工 业 自 动 化（包 含 传 统 机 器 人）领 域 应 用 规 模占 比 最 大，但 人 形 机 器 人 行 业 应 用 规 模 增 速 最 快，长 远 来 看，人 形 机 器 人 量 产将 是 六 维 力 传 感 器 市 场 较 大 的 增 长 来 源。国 内 六 维 力 传 感 器 市 场 以 外 资 品 牌 为 主，国 产 化 率 有 望 提 升。从 国 内 市 场 来看，六 维 力 传 感 器 市 场 呈 现 集 中 度 较 高、外 资 品 牌 占 主 导 等 特 点。国 外 厂 商 A T I市 占 率 远 超 其 他 厂 商，而 国 内 市 占 率 较 高 的 厂 商 主 要 为 非 上 市 公 司，包 括 宇 立仪 器、蓝 点 触 控、坤 维 科 技，位 于 T O P 5 以 内。比 较 国 内 外 产 品 差 异，国 产 与外 资 主 流 产 品 在 精 准 度 方 面 已 基 本 对 齐，但 在 灵 敏 度、串 扰、抗 过 载 能 力 及 维间 耦 合 误 差 等 方 面 仍 存 在 差 距。从 价 格 上 看，国 产 品 牌 性 价 比 更 高，将 有 望 加速 推 动 国 产 替 代 进 程。国 内 相 关 公 司 情 况 梳 理：涉 及 六 维 力 传 感 器 的 国 内 上 市 公 司 较 少，主 要 为 昊志 机 电、柯 力 传 感 以 及 敏 芯 股 份，且 它 们 的 六 维 力 产 品 业 务 仍 处 于 小 规 模 商 业化 或 研 发 阶 段。产业 深度报告敬请参阅报告结尾处免责声明华宝证券 2/4 1 投 资 建 议：1、后 续 需 进 一 步 关 注 六 维 力 传 感 器、人 形 机 器 人 行 业 发 展 趋 势，关 注 能 尽 快 适 应 人 机 行 业 需 求 的 六 维 力 产 品 厂 商 以 及 在 新 生 产 技 术、新 产 品 技术、规 模 化 生 产 上 有 重 要 突 破 的 企 业。2、需 跟 踪 六 维 力 传 感 器 国 产 替 代 进 程，关 注 替 代 进 程 中 取 得 竞 争 优 势 的 企 业。3、需 跟 踪 六 维 力 产 品 厂 商 与 人 形 机 器 人厂 商 合 作 情 况，关 注 在 人 形 机 器 人 应 用 领 域 有 布 局、且 最 终 能 获 得 订 单 的 企 业。风 险 提 示：产 业 政 策 支 持 力 度 不 及 预 期、人 形 机 器 人 等 终 端 行 业 需 求 不 及 预期、市 场 规 模 测 算 模 型 存 在 失 效 风 险、国 产 替 代 进 程 不 及 预 期、行 业 内 价 格 战加 剧、产 品 规 模 化 生 产 不 及 预 期。本 报 告 中 所 提 及 的 公 司 旨 在 对 行 业 现 状 进 行说 明，不 代 表 推 荐 或 覆 盖。YWAZwPnQoNnMsMtQtOpQmN9P9RbRpNrRnPsOlOmMrNeRqRsM8OrRuMMYnOmPwMoNqP产业 深度报告敬请参阅报告结尾处免责声明华宝证券 3/4 1内容 目录1.力 传 感 器 作 为 力 的 感 知 及 测 量 工 具，上 游 材 料 成 本 占 比 高，下 游 应 用 广 泛.51.1.力 传 感 器 可 感 受 力 或 力 矩 大 小 并 将 力 学 量 转 换 成 相 关 电 信 号.51.2.力 传 感 器 上 游 材 料 成 本 占 比 较 高，下 游 行 业 应 用 领 域 广 泛.62.六 维 力 传 感 器 是 维 度 最 高 的 力 传 感 器，已 成 为 高 性 能 人 形 机 器 人 的 标 配.1 02.1.六 维 力 传 感 器 是 维 度 最 高 的 力 传 感 器，且 市 场 产 品 较 多 为 应 变 片 式.1 02.2.六 维 力 传 感 器 的 优 点 使 之 成 为 高 性 能 人 形 机 器 人 的 标 配.1 33.六 维 力 传 感 器 生 产 技 术 难 度 大、生 产 效 率 低，产 品 价 格 昂 贵、利 润 较 高.1 63.1.六 维 力 传 感 器 生 产 技 术 难 度 大，存 在 技 术、资 金、人 才 壁 垒.1 63.1.1.壁 垒 一：需 要 通 过 解 耦 来 减 少 串 扰，解 耦 方 法 的 掌 握 存 在 技 术 门 槛.1 73.1.2.壁 垒 二：需 要 六 维 联 合 加 载 检 定 来 进 行 解 耦、提 高 精 准 度，设 备 研 制 存 在 门 槛.1 83.1.3.壁 垒 三：需 要 降 低 漂 移 来 减 少 误 差、提 升 稳 定 性，控 制 漂 移 误 差 存 在 难 度.2 03.2.六 维 力 传 感 器 工 艺 流 程 更 为 复 杂，且 尚 未 完 全 实 现 自 动 化 生 产.2 13.3.六 维 力 传 感 器 价 格 高、利 润 空 间 大，人 形 机 器 人 量 产 预 期 下 或 将 掀 起 降 价 潮.2 24.六 维 力 传 感 器 市 场 规 模 化 不 足，但 未 来 人 形 机 器 人 量 产 将 带 来 市 场 增 量.2 34.1.六 维 力 传 感 器 市 场 相 对 小 众，暂 未 形 成 规 模 化 出 货.2 34.2.人 形 机 器 人 量 产 将 是 六 维 力 传 感 器 市 场 的 较 大 增 长 来 源.2 45.国 内 六 维 力 传 感 器 市 场 以 外 资 品 牌 为 主，国 产 化 率 有 望 提 升.2 66.相 关 公 司 情 况 梳 理.2 96.1.宇 立 仪 器：从 汽 车 碰 撞 假 人 到 机 器 人 打 磨 再 到 人 形 机 器 人，六 维 力 产 品 类 型 丰 富.2 96.2.坤 维 科 技：核 心 技 术 源 于 航 天 测 试，主 攻 协 作 机 器 人 赛 道，已 向 人 形 机 器 人 领 域 拓 展.3 16.3.蓝 点 触 控：在 国 内 品 牌 中 六 维 力 产 品 营 收 仅 次 于 宇 立 仪 器，从 硬 件 到 软 件 提 供 全 面 解 决 方 案.3 26.4.海 伯 森：视 觉 传 感 器 与 力 传 感 器，六 维 力 传 感 器 价 格 较 高.3 36.5.鑫 精 诚：3 C 细 分 赛 道 起 家，以 高 性 价 比 产 品 切 入 低 要 求 应 用 领 域.3 46.6.神 源 生 智 能：具 备 高 校 背 景，国 内 市 场 份 额 占 比 较 低.3 56.7.埃 力 智 能：扎 根 运 动 健 康 领 域，已 被 人 机 厂 商 傅 利 叶 智 能 收 购.3 56.8.瑞 尔 特 测 控：依 托 德 国 先 进 技 术，产 品 单 价 远 低 于 国 内 其 他 品 牌.3 66.9.昊 志 机 电：立 足 主 轴 业 务 向 机 器 人 领 域 扩 张，六 维 力 产 品 处 于 初 步 商 业 化 阶 段.3 66.1 0.柯 力 传 感：以 称 重 传 感 器 起 家，六 维 力 产 品 处 于 开 发 试 制 阶 段.3 66.1 1.敏 芯 股 份：聚 焦 M E M S 传 感 器，六 维 力 产 品 处 于 研 发 阶 段.3 77.投 资 建 议.4 08.风 险 提 示.4 0图表 目录图 1：力（或 力 矩）传 感 器 基 本 工 作 原 理.5图 2：力 传 感 器 工 作 中，应 变 片 被 压 缩，其 电 阻 减 少；如 果 拉 伸，电 阻 会 增 加.5图 3：力 传 感 器 结 构（以 应 变 式 力 传 感 器 为 例）.6图 4：力 传 感 器 结 构（以 应 变 式 力 矩 传 感 器 为 例）.6图 5：力 传 感 器 产 业 链.7图 6：电 阻 应 变 片 结 构（以 丝 式 电 阻 应 变 片 为 例）.8图 7：力 传 感 器 生 产 工 艺 流 程（以 应 变 式 传 感 器 为 例）.8图 8：2 0 1 8-2 0 2 6 年 全 球 M E M S 压 力 传 感 器 下 游 应 用 市 场 规 模（单 位：亿 美 元）.1 0图 9：2 0 1 9-2 0 2 6 年 全 球 M E M S 压 力 传 感 器 下 游 应 用 市 场 规 模 预 测（单 位：百 万 美 元）.1 0图 1 0：不 同 类 型 力 传 感 器 性 能 比 较.1 2图 1 1：六 维 力 传 感 器 下 游 应 用.1 4产业 深度报告敬请参阅报告结尾处免责声明华宝证券 4/4 1图 1 2：传 统 机 器 人 六 维 力 传 感 器 与 关 节 扭 矩 传 感 器 安 装 部 位.1 5图 1 3：人 形 机 器 人 六 维 力 传 感 器 与 关 节 扭 矩 传 感 器 安 装 部 位.1 5图 1 4：分 别 对 六 维 力 传 感 器 的 六 个 测 量 方 向 精 确 加 载 至 各 自 的 额 定 载 荷，记 录 六 个 方 向 的 测 量 结 果，最 终 得 到 串扰 指 标.1 7图 1 5：力 传 感 器 的 精 度 与 准 度.1 9图 1 6：六 维 力 传 感 器 的 检 定 与 一 维 力 传 感 器 相 比 更 为 复 杂.1 9图 1 7：相 比 一 维 传 感 器，六 维 力 传 感 器 对 检 定 设 备 的 要 求 更 高.2 0图 1 8：各 国 航 空 航 天 领 域 科 研 机 构 研 发 出 的 六 维 力 传 感 器 标 定 检 测 设 备，尚 未 有 标 准 产 品.2 0图 1 9：单 维 力 传 感 器 一 般 需 要 4 个 应 变 片，4 个 应 变 片 组 成 一 个 惠 斯 通 电 桥.2 2图 2 0：六 维 力 传 感 器 至 少 有 6 个 惠 斯 通 电 桥，需 要 2 4 个 应 变 片.2 2图 2 1：全 球 力 和 力 矩 传 感 器 市 场 规 模（单 位：亿 人 民 币）.2 3图 2 2：2 0 1 7-2 0 2 7 年 中 国 六 维 力 传 感 器 市 场 规 模 及 预 测（单 位：百 万 元，%）.2 4图 2 3：2 0 1 7-2 0 2 7 年 中 国 六 维 力 传 感 器 销 量 规 模 及 预 测（单 位：套，%）.2 4图 2 4：2 0 2 3 年 六 维 力 传 感 器 分 行 业 市 场 份 额.2 4图 2 5：2 0 2 3 年 六 维 力 传 感 器 分 行 业 市 场 规 模 同 比 增 长 率.2 4图 2 6：2 0 2 3 年 中 国 市 场 六 维 力 传 感 器 厂 商 营 收 份 额 占 比.2 7图 2 7：2 0 2 2 年 国 内 协 作 机 器 人 用 六 维 力 矩 传 感 器 市 场 份 额 占 比（按 销 量 划 分）.2 7图 2 8：2 0 2 0-2 0 3 0 E 六 维 力 传 感 器 内 外 资 出 货（按 价 值 量）占 比 及 预 测.2 7图 2 9：宇 立 仪 器 简 介 与 发 展 历 程.3 0图 3 0：宇 立 仪 器 主 营 业 务.3 0图 3 1：宇 立 仪 器 力 传 感 器 相 关 产 品 介 绍.3 0图 3 2：坤 维 科 技 核 心 技 术.3 2表 1：力 传 感 器 生 产 工 艺 流 程（以 应 变 式 力 传 感 器 为 例）.8表 2：按 所 测 力 的 维 数 不 同 给 力 传 感 器 进 行 分 类，常 见 的 有 一 维 力 传 感 器、三 维 力 传 感 器 和 六 维 力 传 感 器.1 0表 3：力 传 感 器 分 类.1 1表 4：不 同 类 型 六 维 力 传 感 器 的 代 表 企 业 及 产 品 案 例.1 3表 5：六 维 力 传 感 器 在 机 器 人 领 域 的 应 用.1 4表 6：使 用 力 传 感 器 的 人 形 机 器 人 代 表 产 品 情 况 梳 理.1 6表 7：不 论 是 结 构 解 耦，还 是 算 法 解 耦，均 存 在 一 定 技 术 门 槛.1 8表 8：六 维 联 合 加 载 设 备 的 组 成 结 构.2 0表 9：六 维 力 传 感 器 在 下 游 各 领 域 的 应 用 现 状.2 4表 1 0：对 全 球 人 形 机 器 人 量 产 带 来 的 六 维 力 传 感 器 市 场 增 量 进 行 预 测.2 5表 1 1：国 内 外 六 维 力 传 感 器 主 要 生 产 商.2 6表 1 2：国 内 外 六 维 力 传 感 器 产 品 对 比.2 8表 1 3：六 维 力 传 感 器 相 关 公 司 情 况 梳 理.3 70FmBmmjHdVJ+SZyXAxkQiMiCYydMK33bsDsO0TSEcfYGv+gFr5UiegeaN737ngW7 产业 深度报告敬请参阅报告结尾处免责声明华宝证券 5/4 11.力 传 感 器 作 为 力 的 感 知 及 测 量 工 具，上 游 材 料 成 本 占 比 高，下游应 用广 泛1.1.力 传 感 器 可 感 受 力 或 力 矩 大 小 并 将 力 学 量 转 换 成 相 关 电 信 号力（或 力 矩、力 觉）传 感 器 是 一 种 能 感 知 力（或 力 矩）并 转 换 成 可 用 输 出 信 号 的 传 感 器。力（或 力 矩、力 觉）传 感 器 的 核 心 原 理 是 将 力 作 用 下 的 形 变 转 换 成 电 信 号，能 检 测 张 力、拉 力、压 力、重 量、扭 矩、内 应 力 和 应 变 等 力 学 量。下 文 将 力 或 力 矩、力 觉 传 感 器 统 称 为 力 传 感 器。力 传 感 器 主 要 包 括 本 体 单 元 和 应 变/形 变 检 测 系 统 两 大 部 分，由 力 敏 元 件、转 换 元 件 和 信 号处 理 单 元 等 具 体 元 件 组 成。当 有 力 作 用 时，力 施 加 于 传 感 器 本 体 单 元 上，并 引 起 本 体 单 元 的 应变 或 形 变，检 测 系 统（应 变 片 或 光 学 系 统）可 感 知 本 体 的 应 变 或 形 变，通 过 电 路 将 其 转 化 为 相应 电 压，继 而 通 过 测 量 电 压 值 来 表 征 力 的 大 小，并 转 换 成 可 用 输 出 信 号，最 终 实 现 力 的 测 量。在 组 成 元 件 中，力 敏 元 件 指 力 传 感 器 中 直 接 感 受 或 相 应 被 测 量 的 部 分，转 换 元 件 指 力 传 感 器 中能 将 力 敏 元 件 感 受 或 相 应 的 被 测 量 转 换 成 适 于 传 输 或 测 量 的 电 信 号 部 分。例 如 应 变 式 力 传 感 器的 力 敏 元 件 是 弹 性 敏 感 元 件（弹 性 体），常 见 的 弹 性 体 材 料 有 铝 合 金、合 金 钢 和 不 锈 钢，转 换元 件 为 贴 在 弹 性 体 上 的 应 变 片（计），最 常 见 的 应 变 片 是 电 阻 应 变 片，信 号 处 理 单 元 一 般 为 电路，包 括 漆 包 线、P C B 板 等，应 变 片 在 电 路 中 充 当 电 阻。图 1：力（或 力 矩）传 感 器 基 本 工 作 原 理 图 2：力 传 感 器 工 作 中，应 变 片 被 压 缩，其 电 阻 减 少；如 果拉 伸，电 阻 会 增 加资料 来源：与人 共融 机器人 的关节 力矩测 量技术（刘玉旺、刘金国、骆海涛），华宝证券研究创新部资料来源：H B M 测试与测量公众号，华宝证券研究创新部产业 深度报告敬请参阅报告结尾处免责声明华宝证券 6/4 1图 3：力 传 感 器 结 构（以 应 变 式 力 传 感 器 为 例）图 4：力 传 感 器 结 构（以 应 变 式 力 矩 传 感 器 为 例）轴 式 扭 矩 传 感 器 法 兰 式 扭 矩 传 感 器资料来源：蓝炬光科公司官网，华宝证券研究创新部 资料来源：H B M 测试与测量公众号，华宝证券研究创新部力 传 感 器 的 精 准 度、稳 定 性、适 用 性 和 成 本 是 用 户 购 买 力 传 感 器 产 品 的 关 键 考 量 因 素。具体 在 精 确 度、稳 定 性 及 适 用 性 上，一 般 关 注 测 量 量 程 范 围、测 量 精 准 度、体 积 及 质 量 大 小、抗电 磁 干 扰 性 能 等 指 标。例 如 由 于 传 感 器 量 程 和 精 度 成 反 比 关 系，选 择 合 适 量 程 的 传 感 器 才 能 使精 度 达 到 最 大；在 精 密 机 构 当 中 的 传 感 器 如 何 安 装 在 狭 小 空 间 内，如 何 与 机 构 融 为 一 体 等 等。此 外，在 复 杂 应 用 场 景 下，传 感 器 本 体 除 精 度 外 是 否 能 适 应 应 用 场 合 也 需 要 考 量。1.2.力 传 感 器 上 游 材 料 成 本 占 比 较 高，下 游 行 业 应 用 领 域 广 泛以 应 变 式 传 感 器 为 例，力 传 感 器 产 业 链 上 游 主 要 为 材 料 类、元 器 件 及 组 件 类、生 产 或 检 测设 备 等 细 分 行 业，中 游 主 要 为 力 传 感 器 的 加 工 制 造 和 封 装 检 测，下 游 应 用 领 域 广 泛，力 传 感 器可 应 用 于 工 业、消 费 电 子、汽 车 电 子、医 疗、航 空 航 天 等 领 域。产业 深度报告敬请参阅报告结尾处免责声明华宝证券 7/4 1图 5：力 传 感 器 产 业 链资料来源：柯力传感招股说明书，头豹研究院，华宝证券研究创新部以 应 变 式 传 感 器 为 例，上 游 直 接 材 料 成 本 占 比 达 8 0%以 上。上 游 具 体 包 括 材 料 类 如 金 属 材料 或 金 属 箔 材（钢 材、铝 材）、半 导 体 材 料 等，元 器 件 及 组 件 类，包 括 芯 片、电 缆 等，以 及 生产 或 检 测 设 备 等。根 据 柯 力 传 感 2 0 2 2 年 年 报，柯 力 传 感 应 变 式 传 感 器 产 品 主 要 为 应 变 式 称 重传 感 器，产 品 上 游 直 接 材 料 成 本 在 产 品 营 业 成 本 中 所 占 比 重 达 到 8 0%以 上，其 中 金 属 材 料 如 钢材 等 占 比 较 高。上 游 关 键 环 节 包 括 应 变 片 的 加 工 制 造，其 性 能（灵 敏 系 数 和 疲 劳 寿 命 等）将 会 直 接 影 响 力传 感 器 的 性 能。应 变 片 一 般 由 敏 感 丝 栅、基 底、覆 盖 层、粘 贴 剂、引 出 线 组 成。敏 感 丝 栅 是 应变 片 的 核 心 部 分，其 作 用 是 将 应 变 变 化 转 换 为 电 阻 值 变 化。以 金 属 电 阻 应 变 片 为 例，一 般 采 用直 径 为 0.0 2 5 m m 左 右 的 镍 铬 或 康 铜 细 丝 制 成（或 用 很 薄 的 金 属 箔 通 过 光 刻、腐 蚀 等 工 艺 制 成栅 状），为 了 更 好 的 使 应 变 片 感 受 结 构 的 变 形，电 阻 丝 一 般 做 成 栅 状。金 属 箔 式 应 变 片 相 对 于金 属 丝 式 敏 感 栅 粘 贴 面 积 大，可 以 更 好 地 随 被 测 物 体 变 形，横 向 效 应 小，散 热 条 件 好，允 许 通过 的 电 流 值 较 大，可 根 据 实 际 需 要 制 成 各 种 形 状，便 于 批 量 生 产 等，因 此 已 逐 渐 取 代 金 属 丝 式应 变 片。金 属 电 阻 应 变 片 的 疲 劳 寿 命 与 金 属 材 料、基 底 材 料 以 及 后 续 的 安 装 过 程 等 相 关。应 变 片 价 格 差 异 较 大。根 据 京 东 工 业 品 以 及 爱 采 购 平 台 数 据，国 外 品 牌 金 属 应 变 片（包 括美 国 V i s h a y、德 国 H B M）价 格 区 间 2 0 0-3 5 0 0 元/片 之 间，国 内 品 牌 中 航 电 测 应 变 片（一 般 为金 属 应 变 片）价 格 区 间 为 6-1 1 0 元/片 之 间，国 外 品 牌 硅 应 变 片（包 括 日 本 N M B、美 国 A l l S e n s o r s、美 国 N o v a s e n s o r 品 牌）价 格 区 间 为 1 1 0-8 6 0 元/片 之 间，国 内 品 牌 硅 应 变 片 价 格 区 间 为 2 0-5 0元/片 之 间。可 见 国 内 外 品 牌 应 变 片 价 格 差 异 较 大，进 口 应 变 片 价 格 较 高。产业 深度报告敬请参阅报告结尾处免责声明华宝证券 8/4 1图 6：电 阻 应 变 片 结 构（以 丝 式 电 阻 应 变 片 为 例）资料来源：中辽检测公众号，华宝证券研究创新部以 应 变 式 力 传 感 器 为 例，中 游 生 产 制 造 中 主 要 环 节 包 括 弹 性 体 加 工，打 磨、划 线，贴 片，固 化、老 化，组 桥 走 线，零 点 补 偿、零 点 温 度 补 偿，焊 线，初 测，封 胶、焊 封，重 测 等 多 个 流程。其 中 对 最 终 产 品 性 能 影 响 较 大 的 工 艺 流 程 包 括 弹 性 体 的 制 造 与 加 工、应 变 片 的 贴 片、检 测等 环 节。弹 性 体 结 构、材 料 及 所 选 加 工 工 艺 将 直 接 关 系 到 传 感 器 工 作 性 能 的 优 劣（测 力 精 度、灵 敏 度、寿 命 等）。原 因 在 于 力 传 感 器 在 工 作 时，弹 性 体 会 产 生 变 形，并 在 其 表 面 产生 应 变，对 弹 性 体 的 要 求 是 尽 可 能 线 性 并 高 重 复 性 地 转 换 力 为 应 变，弹 性 体 对 力 传 感器 的 综 合 性 能 和 长 期 稳 定 性 起 关 键 作 用。结 构 设 计 方 面，例 如 对 于 多 维 力 传 感 器，由于 存 在 耦 合 效 应 必 须 进 行 力 的 解 耦，其 中 一 个 办 法 就 是 通 过 设 计 合 理 弹 性 体 结 构 进 行结 构 解 耦，以 提 高 力 传 感 器 的 测 力 精 度。材 料 与 工 艺 方 面，由 于 要 求 弹 性 体 能 够 精 确传 递 受 力 信 息 并 保 持 在 一 样 受 力 时 的 形 变 共 同 性 和 彻 底 复 位 性，且 不 随 时 间 明 显 变 化，故 需 要 选 择 强 度 极 限 和 弹 性 极 限 高，弹 性 模 量 的 时 间、温 度 稳 定 性 好，弹 性 滞 后 小，机 械 加 工 和 热 处 理 产 生 的 残 余 应 力 小 的 材 料，例 如 不 锈 钢、合 金 钢、铝 合 金 等，同 时在 工 艺 上 也 需 要 对 材 料 进 行 特 殊 的 热 处 理。此 外，由 于 表 面 变 形 的 不 均 匀 会 产 生 较 大的 残 余 应 力，而 切 削 用 量 越 大、残 余 应 力 就 越 大，磨 削 加 工 产 生 的 残 余 应 力 最 大，因此 需 针 对 弹 性 体 制 定 合 理 的 加 工 工 艺 和 规 定 适 当 的 切 削 用 量。应 变 片 贴 片 质 量 的 优 劣 也 将 影 响 力 传 感 器 的 精 度、可 靠 性 和 稳 定 性。应 变 片 的 粘 贴 要求 粘 贴 牢 固、定 位 准 确、焊 接 可 靠、绝 缘 性 好、防 潮 措 施 充 足。图 7：力 传 感 器 生 产 工 艺 流 程（以 应 变 式 传 感 器 为 例）资料来源：柯力传感招股说明书，华宝证券研究创新部表 1：力 传 感 器 生 产 工 艺 流 程（以 应 变 式 力 传 感 器 为 例）工 艺 流 程 具 体 内 容弹 性 体 加 工 按 照 传 感 器 设 计，将 特 定 材 料 进 行 机 械 加 工，成 为 满 足 应 变 测 试 用 的 弹 性 元 件。打 磨、划 线 打 掉 弹 性 体 上 加 工 产 生 纹 路 及 电 镀 层，活 化 金 属 表 面，改 善 贴 片 区 表 面 的 微 观 凸 凹 不 平。划 线 目 的 为 对产业 深度报告敬请参阅报告结尾处免责声明华宝证券 9/4 1工 艺 流 程 具 体 内 容应 变 计 的 粘 贴 位 置 进 行 定 位，作 为 贴 片 时 的 基 准 线。贴 片将 敏 感 元 件 粘 贴 在 弹 性 元 件 上，通 过 金 属 机 械 变 形 改 变 阻 值，获 得 电 信 号 的 改 变（R U）从 而 得 到一 个 应 变 量。固 化、老 化将 贴 片 后 的 弹 性 体 放 入 一 定 的 温 度 环 境 中，将 贴 片 胶 烘 干，使 应 变 计 与 弹 性 体 紧 密 粘 合。老 化 是 通 过 人为 升 温 降 温 来 消 除 应 变 计、胶 水 的 残 余 应 力，以 达 稳 定 的 目 的。组 桥 走 线 连 接 敏 感 元 件（应 变 计），组 成 惠 斯 通 电 桥，将 电 信 号 有 效 地 输 入 输 出。零 点 补 偿、零 点 温度 补 偿平 衡 桥 臂 电 阻 温 度 系 数，使 其 输 出 满 足 特 定 要 求。焊 线 通 过 导 线 连 接，介 入 外 部 的 输 入、输 出。初 测测 出 传 感 器 满 量 程 的 灵 敏 度，并 进 行 补 偿 达 到 一 个 统 一 的 标 准 值，以 满 足 多 个 产 品 互 换 灵 敏 度 的 一 致 性及 便 于 组 秤 使 用 时 角 度 调 整。封 胶、焊 封 通 过 传 感 器 贴 片 孔、补 偿 孔 的 密 封，隔 离 外 界，形 成 独 立 的 内 部 气 候 环 境。重 测检 测 产 品 各 项 特 性 或 指 示 是 否 符 合 或 满 足 国 际 的 要 求 或 企 业 的 内 部 控 制 指 标（非 线 性、重 复 误 差、滞 后误 差、蠕 变、灵 敏 度、零 点 等）。资料来源：柯力传感招股说明书，华宝证券研究创新部力 传 感 器 下 游 应 用 领 域 广 泛，包 括 工 业 自 动 化、汽 车、消 费 电 子、医 疗 设 备、航 空 航 天 等。力 传 感 器 的 终 端 应 用 主 要 分 为 衡 器 与 非 衡 器 两 大 类。衡 器 主 要 指 力 传 感 器 用 于 称 重，如 电 子 衡器、工 业 控 制、在 线 控 制、安 全 过 载 报 警 及 材 料 试 验 机 等 领 域。非 衡 器 主 要 指 力 传 感 器 通 过 测力 用 于 过 程 控 制、自 动 化 等 环 节。以 Y o l e 统 计 的 2 0 2 0 年 全 球 M E M S 压 力 传 感 器 下 游 市 场 规模 情 况 为 例，汽 车 电 子、消 费 电 子、医 疗、工 业 以 及 国 防 及 航 空 航 天 为 压 力 传 感 器 的 主 要 下 游市 场。汽 车 为 力 传 感 器 应 用 占 比 最 大 的 领 域，力 传 感 器 可 用 于 保 证 作 业 质 量，例 如 在 碰 撞 测试、轮 毂 测 试、座 椅 等 零 部 件 测 试 中 发 挥 重 要 作 用。消 费 电 子 中 的 力 传 感 器 则 主 要 用 于 触 屏 功 能 的 实 现，以 及 为 用 户 提 供 更 准 确 的 导 航 信息、运 动 数 据 及 健 康 数 据。在 医 疗 行 业 中，力 传 感 器 可 用 于 测 量 人 体 运 动、重 力、压 力 等，帮 助 医 生 了 解 病 人 的生 理 状 态 以 及 治 疗 方 案 的 评 估，以 及 应 用 于 手 术 机 器 人 等 医 疗 设 备 的 精 密 控 制 等。在 工 业 自 动 化 领 域，力 传 感 器 被 广 泛 应 用 于 各 种 机 械 臂、生 产 线 上 的 力 控 环 节，通 过使 用 力 传 感 器，可 以 精 确 地 测 量 和 控 制 力 的 输 出，以 确 保 生 产 过 程 中 的 各 个 环 节 都 能够 准 确 地 完 成 各 自 的 任 务，如 工 业 打 磨、力 控 装 配、拖 动 示 教 等，是 应 用 最 广 泛 的 领域 之 一。当 前 力 传 感 器 在 动 力 设 备、工 程 机 械、各 类 工 作 母 机 和 工 业 自 动 化 系 统 中，已 成 为 不 可 缺 少 的 核 心 部 件，同 时 在 人 形 机 器 人（以 下 简 称 人 机）使 用 T S A（刚 性 驱动 器）方 案 的 执 行 器 中 也 有 所 应 用。工 业 将 是 力 传 感 器 需 求 增 长 最 为 迫 切 的 行 业。以 M E M S 压 力 传 感 器 为 例，根 据 Y o l e 统 计，2 0 1 9-2 0 2 6 年 间 力 传 感 器 需 求 增 长 最 快 的 行 业 为 工 业，C A G R 达 到 6.1%。产业 深度报告敬请参阅报告结尾处免责声明华宝证券 1 0/4 1图 8：2 0 1 8-2 0 2 6 年 全 球 M E M S 压 力 传 感 器 下 游 应 用 市 场规 模（单 位：亿 美 元）图 9：2 0 1 9-2 0 2 6 年 全 球 M E M S 压 力 传 感 器 下 游 应 用 市 场 规模 预 测（单 位：百 万 美 元）资料来 源：Y o l e S t a t u s o f t h e M E M S I n d u s t r y 2 0 2 1，歌 尔微招股说明书，华宝证券研究创新部资料来源：Y o l e 公众号，华宝证券研究创新部2.六 维 力 传 感 器 是 维 度 最 高 的 力 传 感 器，已 成 为 高 性 能 人 形 机 器人的 标配2.1.六 维 力 传 感 器 是 维 度 最 高 的 力 传 感 器，且 市 场 产 品 较 多 为 应 变 片式根 据 所 测 力 的 维 数 不 同，力 传 感 器 可 被 分 为 单 维 力 传 感 器 和 多 维 力 传 感 器。单 维（或 单 轴）力 传 感 器 指 测 量 单 一 维 数 方 向 上 的 力 或 力 矩，同 理 多 维（或 多 轴）力 传 感 器 则 是 可 以 检 测 多 个维 数 方 向 上 的 力 或 力 矩。最 常 见 的 是 一 维、三 维 和 六 维 力 传 感 器，二 维 和 五 维 的 力 传 感 器 较 少。一 维 力 传 感 器 指 测 量 单 一 维 数 方 向 上 的 力 或 力 矩，一 般 包 括 称 重 传 感 器 和 拉 力 传 感 器。如 果 传感 器 只 能 测 量 三 个 维 度 的 力 或 力 矩，那 么 它 就 三 维 力 传 感 器，以 测 量 两 个 力 和 一 个 力 矩 的 情 况居 多。如 果 传 感 器 能 同 时 测 量 沿 三 个 坐 标 轴 方 向 的 力 和 绕 三 个 坐 标 轴 方 向 的 力 矩，那 么 这 类 力觉 传 感 器 一 般 被 称 为 六 维（轴）力 传 感 器，六 维 力 传 感 器 是 维 度 最 高 的 力 觉 传 感 器。表 2：按 所 测 力 的 维 数 不 同 给 力 传 感 器 进 行 分 类，常 见 的 有 一 维 力 传 感 器
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