人形机器人行业系列深度PPT（四）：传感器，人形机器人实现“具身感知”的关键.pptx

传感器：人形机器人实现“具身感知”的关键

——人形机器人系列深度PPT(四)

行业评级：看好

2024年2月18日

分析师

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邱世梁

qiushiliang@

S1230520050001

分析师

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王华君

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S1230520080005

研究助理

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姬新悦

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证券研究报告

1、传感器：人形机器人感知内外部环境的基础，预计产业化成熟后在人形机器人BOM成本中占比合计约22%

人形机器人主要包含四大核心技术模块：环境感知模块、智能Al芯片模块、运动控制模块、操作系统模块。其中环境感知模块主要由负责数据采集与环境认知的传感器构成。根据马斯克2024年1月16日发布的视频，Optimus已可在桌面上进行叠衣服操作，随着人形机器人目标应用场景从工业场景向家庭场景拓展，对人形机器人传感器体系提出更高要求：

(1)力矩传感器：用于关节处测量力矩/扭矩，按照测量维度可分为一至六维力传感器。产业化成熟后，在人形机器人BOM成本中占比约16%;

(2)触觉传感器：用于灵巧手等部位实现触觉反馈，主要有MEMS和柔性电子皮肤两种技术路线。产业化成熟后，在人形机器人BOM成本中占比约3%;

(3)视觉传感器：人形机器人的“眼睛”,利用环境和物体对光的反射来获取及感知信息。产业化成熟后，在人形机器人BOM成本中占比约2%

(4)惯导IMU:能够测量人形机器人的角速度、加速度。产业化成熟后，在人形机器人BOM成本中占比约1%。

2、市场规模：力矩传感器、视觉传感器、惯导应用场景广泛，触觉传感器仍处于早期发展阶段，人形机器人打开较大增量市场空间

目前全球力矩传感器、柔性触觉传感器、视觉传感器、惯导IMU的市场规模分别为589、110、880、43亿元，预计至2030年人形机器人领域增量市场空间分别达333、47、37、23亿元。

3、竞争格局：目前人形机器人领域传感器供应以海外厂商为主，国内企业起步较晚，有望借力人形机器人产业趋势弯道超车

(1)力矩传感器：应变式六维力矩传感器应用较广、壁垒较高，目前国内厂商体量较小。六维联合加载设备是重要设备，应变片和人工成本是降本关键。

(2)触觉传感器：由于应用领域受限、工艺壁垒较高，目前主要以国际生产厂商为主，国内厂商在设计研发、材料研究、批量化生产等方面持续突破。

(3)视觉传感器：基恩士和康耐视作为机器视觉龙头占据超60%的全球市场份额，2021年国内机器视觉企业销售额在1亿以上的企业仅占16.5%。

(4)惯导IMU:2022年BOSCH以33%的市场份额排名第一，ST和TDK分别占比25%和21%,中国IMU市场最大本土厂商为矽睿科技，市占率为2%。

4、投资建议：传感器是人形机器人感知模块的关键，受益于产业化发展提速。

力矩传感器：推荐柯力传感，关注东华测试、中航电测；触觉传感器：关注汉威科技；视觉传感器：关注奥比中光；惯导IMU:推荐华依科技，关注芯动联科等。

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5、风险提示：中美贸易冲突超预期、Al技术迭代不及预期、数据测算偏差风险。

传感器：人形机器人具身感知的关键，国产替代空间大

人形机器人快速发展， 引领传感器需求爆发

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传感器的核心是数据采集，由三部分构成

口传感器一般由敏感元件、微处理器、信号转换电路三部分组成。其中敏感元件是指直接感受测量信息，并输出与被测量信息成确定关系的某一物理量的元件；微处理器是指以敏感元件的输出为输入，把输入数据转化为电路信息的元件；基本转换电路再将电路参数转换成便于测量的电量。

口传感器的核心是数据采集，其工作原理是：敏感元件将被测的物理量、化学量转换成相应的电信号，送到信号调制电路中，经过滤波、放大、A/D转换后送达微处理器。微处理器对接收的信号进行计算、存储、数据分析处理后，一方面通过反馈回路对传感器与信号调理电路进行调节，以实现对测量过程的调节和控制；另一方面将处理的结果传送到输出接口，经接口电路处理后按输出格式、界面定制输出数字化的测量结果。

图：传感器电路基本模块工作原理

传感电路

Sensor:将非电信号转换成电信号；

信号链：校拟

①模拟前端AFE:

Amplfier增加信号输出功率；

ADC将模拟信号A转换成数字信号D;Insulator信号传输时隔离系统与用户；

②数模转换DAC:

将数字信号D转换成模拟信号A;

气体

控制电路：数字

MCU:将中央处理器、内存、计数

器、串口等接口整合在单一芯片上；

生物阻抗

电源管理：模拟

Driver:放大信号驱动功率品体管；

OVP:过压保护；

直接感受被测量

一般不直接感受被测量

将敏感元件的输出