新的产业机会：人形机器人传感器国产化分析

自2021年特斯拉声势浩大地宣布造人形机器人起，国内大厂纷纷紧跟，一时间，自研国产商用人形机器人已成燎原之势。

马斯克透露“人形机器人或于2024年量产”的消息，更是让机器人产业链上的零部件企业跃跃欲试。

实际上，零部件企业的信心来自于两方面：一方面，人形机器人赛道处于初期发展阶段，还未形成产业化；另一方面，核心零部件在人形机器人成本中占比居高不下，以模拟关节及肢体末端触感的力传感器为例，其在人形机器人成本中占比约为15%。

在人形机器人核心零部件中，六维力传感器是技术壁垒最高的产品之一，但从近些年的研发进度来看，国产六维力传感器厂商有望加速国产替代的进程。

六维力传感器有望进入高速成长期

近年来，国家对机器人产业链发展高度重视，力觉传感器作为机器人的“触觉神经”，其重要性逐渐上升到国家战略发展层面，六维力传感器更是凭借其高精度的优势，成为制造业重点研发的产品之一。

《中国制造2025》中提到，将重点开发关节位置、力矩、视觉、触觉、光敏、高频测量、激光位移等传感器，满足国内机器人产业的应用需求；《“十四五”机器人产业发展规划》中也提到，六维力传感器作为新型传感器被列入到机器人关键基础提升行动中。

从需求端来看，目前，六维力传感器的市场基数依然偏小，但应用领域在持续扩大，包括汽车行业的碰撞测试、轮毂测试和零部件测试环节，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。

从供应端来看，市面上已有多家国产零部件厂商在攻克六维力传感器领域，产品主要有应变片式、光学式、压电电容式等类型。据高工机器人产业研究所（GGII）调研，近两年，中国市场六维力传感器的销量在持续增加。

GGII认为，六维力传感器有望进入高速成长期，而在该细分领域脱颖而出的企业，必然要靠专注与坚持。

3C 起家，坚守十年

在力传感器领域，鑫精诚传感器是国内最早关注并研发六维力传感器的企业之一。

2009年，深圳市鑫精诚科技有限公司（下文称“鑫精诚传感器”）成立，其一直专注于工业自动化领域，聚焦微型压力、称重、多轴力、扭力等智能传感器及控制仪表的创新研发和精益生产。

2010年，鑫精诚传感器凭借着产品优势及客户口碑和引荐，成功获得3C自动化生产线订单，到今天，仅仅在3C行业，鑫精诚六维力传感器年销量就已超2000只。

现在，鑫精诚传感器在市场上的产品，涵盖力传感器全品类产品矩阵，其六维力传感器经过十余年的研发及技术积累、4次产品迭代后，产品技术及精度处于行业领先水平。

随着力传感器的应用场景越来越广，鑫精诚传感器的业务也从3C行业逐步扩大到汽车行业的组装、焊接、测试环节，医疗行业的各种设备，工业领域的机械设备、工业机器人、工具设备，农业领域的农用机械设备和航空航天的测试等领域中。

2022年，鑫精诚传感器订单近2亿元，国外的ABB、发那科，国内的大族、越疆等机器人本体企业均与鑫精诚达成深度合作。

在机器人高端零部件仍处于“卡脖子”的时代，鑫精诚传感器的壮大究竟靠什么？

产品种类齐全，最小直径仅9.5mm

对于制造企业的良性循环，产品质量、交期和成本是具有决定性作用的三点因素。

根据高工机器人调研，优秀的研发能力、齐全的产品规格种类、强大的批量生产能力和高性价比恰恰是鑫精诚传感器订单量破亿的核心优势，在这些方面，鑫精诚传感器处于业内第一梯队。

（图片来源：鑫精诚）

在研发实力方面，鑫精诚传感器研发团队有30余位经验丰富的专家，可以根据客户的要求定制产品，做到极致性价比，即在能满足客户需求的前提下，把成本做到最低。

值得一提的是，鑫精诚传感器共有60余项专利，其中六维力传感器的发明专利5个，实用新型专利9个，专利数量在国内同领域处于领先地位。

从产品种类规格来看，鑫精诚传感器拥有多维力传感器、扭矩传感器、压力传感器、拉压力传感器、位移传感器、控制仪表等，今年还研发并上市了张力传感器。

其中，最具核心竞争力的产品是六维力传感器和扭矩传感器。

其六维力传感器产品直径跨度从9.5mm到300mm，力量程跨度从5N到50KN，力矩量程跨度从0.1N.m到1000N.m，可覆盖大部分应用领域；该产品结构包括中空式，法兰式，IP68深水、微型式、自带紧固螺钉式等，几乎覆盖了常规六维力传感器的所有结构。

（图片来源：鑫精诚9.5mm六维力传感器）

而扭矩传感器拥有钢度大，受径向力影响小、抗过载能力强，经过高低温补偿、温度特性好，输出正反扭矩信号，响应速度快等优势。

（图片来源：鑫精诚）

从交期来看，鑫精诚六维力传感器独特的存结构解耦技术，可以极大节省标定和制造时间和成本，满足高校、实验室、工厂等客户定制的各种场景并快速交付。据鑫精诚传感器董事长吴浩介绍，目前，鑫精诚传感器的最大量产能力可达1000只/天。

从成本来看，海外老牌厂商生产的六维力传感器售价在几万元一只，而鑫精诚六维力传感器在满足客户交付需求的基础上，可低至2000元一只。

吴浩一直怀揣着一颗爱国心，“我的目标是让中国各行各业都用得起高品质、高性价比的力传感器，再也不用受技术上‘卡脖子’的困扰”，这也是吴浩决心进入人形机器人领域的初心。

想量产，国产渗透率要达到60%以上

实际上，国产六维力传感器产品质量跟国外顶尖产品相比，仍存在差距，而弥补差距需要大量经验累积。

因此，鑫精诚传感器瞄准人形机器人领域，是一次顺势而为的入局。

根据特斯拉“擎天柱”的数据，一台人形机器人需要约40个力传感器，其中下肢关节要求力传感器承重能力和受冲击能力更大，量程在400Nm左右；手腕、手腕指尖部分要求高灵敏度，因此上肢关节的力传感器量程在220Nm左右。

从人形机器人的需求角度分析，鑫精诚关节扭力传感器适用于人形机器人的关节部分，而鑫精诚直径为9.5mm的六维力传感器更适合安装在人形机器人的指尖部分。

（图片来源：鑫精诚）

从机器人落地领域来看，吴浩分析，力传感器的发展将呈现出高灵敏度、高精度、高刚性的特征，此外，特种应用要求力传感器在高温、高压、高频的条件下工作，同时具备防水、防潮的功能，因此价格会比普通传感器更高。

吴浩预测，国产传感器渗透率至少要达到60%以上，才能使人形机器人的成本满足全面量产的条件。

故而，鑫精诚传感器早有进军人形机器人赛道的计划，一方面是为了提升国产核心零部件质量，另一方面是想助力国产人形机器人降低成本，为机器人早日量产出一份力。

吴浩强调，“进入这个领域对国产厂商十分重要，只有在了解客户需求的情况下，才能更明确产品发研发方向”。

实验室产品样本间内，几百个落灰的报废传感器无声的诉说着鑫精诚传感器的专注与努力，力传感器研发并非一朝一夕，技术迭代、工艺改进、精益化管理和性能测试都需要大量时间及资本投入。

只要积极拥抱变化、面对挑战，机器人核心零部件厂商一定能在竞争中磨练的愈发强大，“鑫精诚传感器愿意做风浪中的掌舵者”，吴浩如是说。