2024年中國力矩傳感器行業(yè)技術現狀分析 越高維度的力矩傳感器技術壁壘越高【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(300114)、拓邦股份(002139)、香山股份(002870)、蘇州固得(002079)、賽摩智能(300466)、昊志機電(300503)等

本文核心數據：專利申請;熱門申請人;

力矩傳感器基本分類

力矩傳感器是將力的值轉換成電信號的元件。重量、拉力、應力、扭矩均能夠作為力傳感器的輸入量，經處理后輸出為電信號，并將其傳遞至指示器、控制器或計算機等終端。與廣義傳感器類似，力傳感器由力敏元件(即彈性體，常見的材料有鋁合金，合金鋼和不銹鋼)、轉換元件(最為常見的是電阻應變片)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用的力敏元件。力敏電阻器通常包含導電聚合物薄膜(由亞微米尺寸的導電及非導電顆?；|組成)，其表面受力時接觸傳感器電極，并以可預測的方式改變本身電阻，從而衡量受力數值。

維度越高測量更精準

從不同維度力矩傳感器來看，若力的方向和作用點固定，則可選用一維力傳感器;若力的方向隨機變化，但作用點保持不變且與傳感器的標定參考點重合，則可選用三維力傳感器;若力的方向和作用點都在三維空間內隨機變化，則應選用六維力傳感器進行測量。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，使力的測量更為精準，并能利用力矩信息來推算獲取受力部件的姿態(tài)，監(jiān)測力矩是否在安全范圍內，有效避免傳感器的過載損壞。

六維力矩傳感器性能最優(yōu)

按測量方向分類，六維力矩傳感器是其中性能最優(yōu)、力覺信息最全面的力矩傳感器。在指定的直角坐標系內，六維力矩傳感器能夠同時測量沿三個坐標軸方向的力(F、FY、FZ)和繞三個坐標軸方向的力矩(MX、MY、MZ)。六軸力傳感器一般分成固定端(機器人端)和加載端(工具端)。兩端相對受力時，傳感器發(fā)生彈性變形，傳感器內部的應變計電阻發(fā)生變化，進而轉換成電壓信號輸出。

2021年專利申請熱度最高

截至2024年2月1日，力矩傳感器有效專利共2840件。從歷史申請趨勢上看，專利申請最多年份是2021年，達426件，2005年至2021年都是專利申請上升階段。2022和2023年申請熱度下降，2023年僅申請101件。從公開來看，2021年公開數量超過申請數量，達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到公開基本需要1-2年。

院校是專利申請的主體類型

根據熱門申請人來看，哈工大是力矩傳感器申請最多的學校，共申請專利98件，其次是閩江學院，申請數量54件。北京航空航天大學、北京理工大小、上海交通大學分別排在第三、四、五名。前十申請人都是院校，體現出力矩傳感器的技術突破主要在院校實驗室。另一方面也可以看出力矩傳感器目前的技術商業(yè)化應用程度有待提高。

更多本行業(yè)研究分析詳見前瞻產業(yè)研究院《中國扭矩傳感器行業(yè)市場前瞻與投資戰(zhàn)略規(guī)劃分析報告》。

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