2024年中國(guó)力矩傳感器行業(yè)技術(shù)現(xiàn)狀分析 越高維度的力矩傳感器技術(shù)壁壘越高【組圖】

行業(yè)主要上市公司：柯力傳感(603662)、八方股份(603489)、申昊科技(300853)、中航電測(cè)(300114)、拓邦股份(002139)、香山股份(002870)、蘇州固得(002079)、賽摩智能(300466)、昊志機(jī)電(300503)等

本文核心數(shù)據(jù)：專(zhuān)利申請(qǐng);熱門(mén)申請(qǐng)人;

力矩傳感器基本分類(lèi)

力矩傳感器是將力的值轉(zhuǎn)換成電信號(hào)的元件。重量、拉力、應(yīng)力、扭矩均能夠作為力傳感器的輸入量，經(jīng)處理后輸出為電信號(hào)，并將其傳遞至指示器、控制器或計(jì)算機(jī)等終端。與廣義傳感器類(lèi)似，力傳感器由力敏元件(即彈性體，常見(jiàn)的材料有鋁合金，合金鋼和不銹鋼)、轉(zhuǎn)換元件(最為常見(jiàn)的是電阻應(yīng)變片)和電路部分(一般有漆包線，pcb板等)組成，其中力敏電阻器是廣泛運(yùn)用的力敏元件。力敏電阻器通常包含導(dǎo)電聚合物薄膜(由亞微米尺寸的導(dǎo)電及非導(dǎo)電顆?；|(zhì)組成)，其表面受力時(shí)接觸傳感器電極，并以可預(yù)測(cè)的方式改變本身電阻，從而衡量受力數(shù)值。

維度越高測(cè)量更精準(zhǔn)

從不同維度力矩傳感器來(lái)看，若力的方向和作用點(diǎn)固定，則可選用一維力傳感器;若力的方向隨機(jī)變化，但作用點(diǎn)保持不變且與傳感器的標(biāo)定參考點(diǎn)重合，則可選用三維力傳感器;若力的方向和作用點(diǎn)都在三維空間內(nèi)隨機(jī)變化，則應(yīng)選用六維力傳感器進(jìn)行測(cè)量。高精度的六維力矩傳感器能夠解耦各方向力和力矩間的干擾，使力的測(cè)量更為精準(zhǔn)，并能利用力矩信息來(lái)推算獲取受力部件的姿態(tài)，監(jiān)測(cè)力矩是否在安全范圍內(nèi)，有效避免傳感器的過(guò)載損壞。

六維力矩傳感器性能最優(yōu)

按測(cè)量方向分類(lèi)，六維力矩傳感器是其中性能最優(yōu)、力覺(jué)信息最全面的力矩傳感器。在指定的直角坐標(biāo)系內(nèi)，六維力矩傳感器能夠同時(shí)測(cè)量沿三個(gè)坐標(biāo)軸方向的力(F、FY、FZ)和繞三個(gè)坐標(biāo)軸方向的力矩(MX、MY、MZ)。六軸力傳感器一般分成固定端(機(jī)器人端)和加載端(工具端)。兩端相對(duì)受力時(shí)，傳感器發(fā)生彈性變形，傳感器內(nèi)部的應(yīng)變計(jì)電阻發(fā)生變化，進(jìn)而轉(zhuǎn)換成電壓信號(hào)輸出。

2021年專(zhuān)利申請(qǐng)熱度最高

截至2024年2月1日，力矩傳感器有效專(zhuān)利共2840件。從歷史申請(qǐng)趨勢(shì)上看，專(zhuān)利申請(qǐng)最多年份是2021年，達(dá)426件，2005年至2021年都是專(zhuān)利申請(qǐng)上升階段。2022和2023年申請(qǐng)熱度下降，2023年僅申請(qǐng)101件。從公開(kāi)來(lái)看，2021年公開(kāi)數(shù)量超過(guò)申請(qǐng)數(shù)量，達(dá)446件，2022年486件，2023年下降到310件。從周期上看，從力矩傳感器的申請(qǐng)到公開(kāi)基本需要1-2年。

院校是專(zhuān)利申請(qǐng)的主體類(lèi)型

根據(jù)熱門(mén)申請(qǐng)人來(lái)看，哈工大是力矩傳感器申請(qǐng)最多的學(xué)校，共申請(qǐng)專(zhuān)利98件，其次是閩江學(xué)院，申請(qǐng)數(shù)量54件。北京航空航天大學(xué)、北京理工大小、上海交通大學(xué)分別排在第三、四、五名。前十申請(qǐng)人都是院校，體現(xiàn)出力矩傳感器的技術(shù)突破主要在院校實(shí)驗(yàn)室。另一方面也可以看出力矩傳感器目前的技術(shù)商業(yè)化應(yīng)用程度有待提高。

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同時(shí)前瞻產(chǎn)業(yè)研究院還提供產(chǎn)業(yè)大數(shù)據(jù)、產(chǎn)業(yè)研究報(bào)告、產(chǎn)業(yè)規(guī)劃、園區(qū)規(guī)劃、產(chǎn)業(yè)招商、產(chǎn)業(yè)圖譜、智慧招商系統(tǒng)、行業(yè)地位證明、IPO咨詢/募投可研、專(zhuān)精特新小巨人申報(bào)、十五五規(guī)劃等解決方案。如需轉(zhuǎn)載引用本篇文章內(nèi)容，請(qǐng)注明資料來(lái)源（前瞻產(chǎn)業(yè)研究院）。

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