力传感器,作为现代工业自动化和机器人技术不可或缺的关键组件,正以前所未有的速度渗透到各个领域。这些传感器不仅赋予了设备“感知”外部世界的能力,更在推动生产效率提升、人机协同安全以及智能化操作等方面发挥着核心作用。
一、 全球力传感器市场概览:稳健增长,需求驱动
根据 Mordor Intelligence 的数据,2020 年全球力传感器市场总值为 151.21 亿人民币,并预计在 2021-2026 年期间以 4.63% 的复合年增长率稳健增长,2026 年市场价值将攀升至 198.49 亿人民币。这一增长态势的背后,是全球对自动化设备的高度依赖。力传感器已成为工业机器人的关键特性,它们使机器人能够执行与任务无关的动作,并在协同工作环境中安全地与人类互动。此外,在联网嵌入式系统中,力传感器也极大地改善了监控和管理能力,为日益智能化的设备提供精确的运行数据。
尽管市场潜力巨大,目前力传感器的产品组合在供应方面趋于标准化,但高技术壁垒使得市场参与者的产品种类相对有限。
二、 中国六维力/力矩传感器市场:基数虽小,潜力巨大
相较于全球,中国六维力/力矩传感器市场仍处于产业早期,基数相对较小。2022 年,中国机器人行业六维力/力矩传感器的销量为 4840 套,实现了 62.58% 的同比高速增长;市场规模达到 1.56 亿元,同比增长 54.35%。这种迅猛的增长表明,随着下游客户对细分市场认知的逐年提升以及应用领域的不断拓展,中国六维力/力矩传感器市场正迎来高速成长期。可以预见,未来将伴随多技术路线产品的完善、产品价格的下降以及国产化率的显著提升。
三、 技术壁垒与国际竞争格局:美日韩领跑,国产品牌加速追赶
多维力矩传感器的技术复杂度较高,美日韩企业凭借先发优势,在全球市场占据主导地位。
• 日韩阵营:韩国企业如 Robotous、Aidin Robotics,以及日本企业 Sintokogio 和 WACOH-TECH,主要与当地机器人本体厂商深度绑定,如 Doosan Robotics, Fanuc, Yaskawa 等,形成了稳定的供应链。
• Robotous 作为一家韩国机器人技术公司,专注于电容式 6轴力/扭矩传感器,并将F/T 数据分析解决方案与人工智能技术相结合,旨在成为智能工厂和协作机器人应用的主要供应商。其产品线正通过增加迷你型和高扭矩容量模型来进一步丰富。
• 欧美阵营:可分为两类:一是传统的传感器生产商,如 ATI、Bota Systems AG、ME-Meßsysteme GmbH、AMTl、Kistler;二是机器人末端工具知名品牌,如 SCHUNK、OnRobot、Robotiq。欧美厂商多与协作机器人本体厂商合作,如 Universal Robots, Techman Robot, Omron 等。
• ATI 成立于 1985 年,是行业内的全球龙头,其多轴力/力矩传感器系统测量全部六个力和力矩,广泛应用于产品测试、机器人装配、打磨抛光以及外科手术机器人、仿生机器人等研究领域,拥有广泛的应用面和深厚的技术积累。
国内市场:虽然中国六维力/力矩传感器市场入局者逐年增加,但受限于高技术壁垒,具备批量化产品供应能力的厂商仍然偏少。目前,国产产品与外资主流传感器在灵敏度、串扰、抗过载能力以及维间耦合误差等方面仍存在显著差距。
国产替代的曙光已经显现:近年来,一批国产厂商正在加速追赶。除了宇立仪器 (SRI) 之外,坤维科技、鑫精诚、海伯森、蓝点触控、神源生智能、瑞尔特测控等厂商已推出相关产品并进入产业化应用。
• 宇立仪器 在工业机器人磨抛和汽车碰撞测试领域应用广泛。
• 坤维科技 则在协作机器人、医疗手术/检测/康复机器人以及航空航天领域展现出行业核心竞争力。
• 鑫精诚 凭借其苹果供应商的身份,已深入 3C 制造领域,并在机器人和医疗行业有所布局。
• ATI、宇立仪器、坤维科技、鑫精诚 则被视为 2022 年国内销量口径下的第一梯队。
中国厂商凭借价格优势和持续研发创新,正逐渐赢回市场话语权。根据数据显示,2022 年国内市场进口抛光打磨机器人占比已从55.9%下降,这正体现了国产替代的趋势。
四、 未来展望:技术攻坚与市场拓展并驱
未来,中国六维力/力矩传感器的发展动能将主要来源于:
1. 技术深度: 持续投入研发,缩小在核心性能指标上的差距,尤其是在灵敏度、抗干扰能力和高精度力控方面。
2. 应用拓展: 积极拥抱人形机器人等新兴领域,利用其在手腕、脚踝关节等处的关键应用潜力,实现多模态传感器的融合。
3. 成本优化与规模效应: 随着产量和技术的成熟,通过价格优势进一步抢占市场份额,形成良性循环。
4. 合纵连横: 加强与下游机器人本体厂商的合作,共同推动技术创新和市场应用,加速国产化进程。
全球力传感器市场的稳健增长,为中国六维力/力矩传感器产业提供了广阔的舞台。在美日韩企业长期积累的技术优势面前,中国厂商唯有坚持技术创新,深耕细分场景,紧抓国产替代的历史机遇,才能在激烈的国际竞争中占据一席之地,并最终引领行业发展。