海通证券研报指出，六维力/力矩传感器是执行器末端的关键接触式传感器，用于对电机输出力的扭矩进行检测和控制。2022年中国市场六维力传感器销量8360套/2.39亿元（同比+58%/+52%），预计2027年销量超84000套/15亿元（CAGR超60%/45%）。目前单台人形机器人基本配备4个六维力传感器（单价2万元以上），国产与海外在灵敏度、串扰、抗过载能力等方面仍有差距。
力传感器原理——弹性体+应变片核心结构
力传感器是执行器末端接触式传感器，核心零部件是弹性体（感应元件）和应变片（电阻转换）。当扭矩作用于传感器时，弹性体产生形变，应变片将形变转换为电荷/电压信号，通过测量电压信号确定扭矩大小。根据感力元件不同分为电磁式、光电式、电感式、电阻应变式、压电式、电容式六类。电阻应变式技术成熟、精度高、测量范围广，是目前应用最多的力传感器类型。根据检测方向数量，分为一维力和多维力传感器。六维力传感器最完整形式是能够同时测量三个力和三个力矩分量。
六维力传感器结构——整体式弹性体设计是重点
六维力传感器通常采用电阻应变式，根据弹性体结构不同分为整体式和组合式。整体式弹性体采用一整块材料加工而成，迟滞小、灵敏度高，通过合理结构设计可减少维间耦合、实现较高精度测量，是研究重点。自20世纪70年代问世以来已有数十种弹性体设计方案：三垂直梁式（美国1975年，结构简单但Z向灵敏度差）、十字梁式（美国1983年，结构对称维间耦合小，流行方案）、Stewart整体式（中国2003年，小型化加工困难）、双层E型膜（中国2008年，耦合小精度高）、平板式十字梁（韩国2014年，承载能力接近人类手臂）。六维力传感器应用在协作机器人末端、航空航天风洞测试、医疗领域、运动健康领域，人形机器人手腕如此灵活有它的功劳。
市场空间与国产化——2027年15亿元，人形机器人打开增量
2022年中国市场六维力传感器销量8360套/2.39亿元（同比+57.97%/+52.04%），其中机器人行业销量4840套/1.56亿元（同比+62.58%/+54.35%）。GGII预计2027年总销量超84000套/15亿元（CAGR超60%/45%），机器人行业销量有望突破42000套。目前单台人形机器人基本配备4个六维力传感器（手腕和脚腕），单个价格2万元以上，成本门槛较高。国产厂商正努力降本——坤维科技发力全自动化生产，以高产量摊薄成本，未来在十万乃至百万台年产能下，六维力传感器售价有望下降一个数量级。竞争格局方面，海外ATI（美国）准度0.5%-2%领先，SCHUNK（德国）约2%，Robotiq（加拿大）/OnRobot（丹麦）约3%。国内坤维科技准度0.5%（已可对标ATI）、鑫精诚传感器1%-3%、宇立仪器1%-5%、蓝点触控1%-2%、海伯森技术1%-2%。国产与海外在灵敏度、串扰、抗过载能力及维间耦合误差等方面仍存差距，但国内部分企业已有产品落地或进入下游验证阶段，国产替代空间明确。
表格：
六维力传感器市场格局与国产化进程| 企业 | 总部 | 准度（%FS） | 公司简介 | 应用领域 |
|---|
| ATI | 美国 | 0.5-2% | 世界领先多维力传感器制造商（1989年起） | 机器人、航空航天 |
| 坤维科技 | 中国 | 0.5% | 2018年成立，高精度力觉传感器及力控解决方案 | 机器人、医疗 |
| 宇立仪器 | 中国 | 1-5% | 2007年创立，近20年多轴力传感器经验 | 汽车、工业机器人 |
| 鑫精诚传感器 | 中国 | 1-3% | 2009年成立，微型压力/多轴力传感器 | 精密测控 |
| 蓝点触控 | 中国 | 1-2% | 2019年成立，高精度力传感器及力控产品 | 协作机器人 |
| SCHUNK | 德国 | 2% | 1945年创建，精密夹具和自动化抓取系统 | 机械自动化 |
