机器人行业深度-传感器：人形机器人与外界互动核心零部件.docx

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正文目录

传感器是人形机器人关节核心零部件 3

传感器是人形机器人与外部环境交互的关键纽带 3

传感器是机器人感知系统核心，价值量占比较高 4

力控：机器人力控必不可少，力传感器为核心零部件 5

力控为机器人运动的核心 5

六维力传感器是人形机器人实现智能化控制重要传感器 6

六维力传感器性能优异，但技术壁垒较高 8

六维力传感器国产厂商入局者增加，市场空间有望实现快速增长 11

触觉：赋予人形机器人敏锐的“触感” 13

电子皮肤概述和技术分类 13

制备柔性触觉传感器核心：材料和结构以及制造工艺 16

触觉传感器厂商梳理 20

视觉：使得机器人能够通过眼睛捕捉信息 21

视觉概述和技术分类 21

人形机器人的主流方案为3D视觉，未来空间较大 24

海外厂商地位领先，国产逐渐打开市场 26

投资建议 27

风险提示 27

图表目录

图1人形机器人三大核心能力 3

图2人形机器人传感器分类 3

图3阻抗控制方法 5

图4力控方法（混合控制） 5

图5力传感器示意图 6

图6六维力和力矩传感器示意图 7

图7力传感器在人形机器人中的应用 7

图8硅/箔电阻应变式传感器具有更强的综合性能 8

图9一维和六维标定区别 10

图10全球力/力矩传感器主流厂商 11

图11国内六维力传感器公司对比 11

图122023年中国六维传感器营厂商营收份额排名 12

图132023年六维传感器内外资占比 12

图142020-2030年中国六维力传感器市场出货量 12

图152020-2030年中国六维力传感器市场销售规模 12

图162023年六维力传感器分行业市场份额 13

图17人体皮肤和电子皮肤对比 13

图18电子皮肤分层 14

图19电子皮肤工作原理 15

敬请阅读末页之重要声明图20触觉传感器在汽车领域应用 16

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图21触觉传感器在机器人领域应用 16

图22电子柔性传感器结构和表征 18

图23MCNF柔性压力传感器的制备工艺（溶液浇铸法） 19

图24全球柔性触觉传感器市场份额 20

图25双目立体视觉原理和结构 23

图26结构光技术原理图 24

图27人形机器人企业视觉方案对比 25

图28全球3D视觉感知市场规模(单位：亿美元) 25

表1测算传感器在人形机器人中成本占比约为33.4% 4

表2不同类型六维力传感器介绍 7

表3六维力传感器核心指标 8

表4不同弹体结构的力/力传感器特性比较 10

表5触觉传感器比较 15

表6基底层材料分类 16

表7电极层材料分类 17

表8活性层材料分类 18

表9国内供应商柔性触觉传感器产品布局 20

表10机器视觉化2D和3D技术对比 21

表11主流3D感知技术对比 22

表12dToF和iToF对比 23

表13主流视觉传感器厂商梳理 26

资料来源：资料来源：敬请阅读末页之重要声明未来智库、湘财证券研究所传感器是人形机器人关节核心零部件

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未来智库、湘财证券研究所

传感器是人形机器人与外部环境交互的关键纽带

人形机器人包含人机交互、环境感知、运动控制三大核心能力，使得它们像人一样具有感知、学习和与环境动态交互的能力。人形机器人通过配备多种传感器来实现对外部环境的感知和自身状态的监测，从而完成复杂的交互与操作任务。这些传感器包括视觉传感器（如摄像头、激光雷达、毫米波雷达、红外传感器等）、听觉传感器（如麦克风）、嗅觉传感器（如气味传感器）以及触觉传感器（如力传感器）。通过这些传感器的协同作用，人形机器人能够准确感知和分析周围环境，并做出相应的反应。

根据功能，人形机器人的传感器可分为内部传感器和外部传感器。内部传感器主要用于检测机器人自身的状态，如位置、角度、速度和力矩等，常见的包括位置传感器、速度传感器、惯性测量单元（IMU）以及力/力矩传感器。这些传感器帮助机器人实时了解自身的运动状态和力学特性，从而实现精确的控制和调整。外部传感器则通过视觉、听觉、触觉等系统与外界交互，感知环境信息。例如，视觉传感器（如摄像头、激光雷达、3D视觉传感器）用于环境感知、物体识别和导航；触觉传感器（如电子皮肤、电容式传感器）用于感知接触物体的形状、硬度和压力；力/力矩传感器则用于感知交互时的力度和力矩。这些传感器使机器人能够感知和理解周围环境，从而做出相应的反应和决策。

中国传动网、湘财证券研究所图