預見2024：《2024年中國力矩傳感器行業(yè)全景圖譜》(附市場規(guī)模、競爭格局和發(fā)展前景等)

行業(yè)主要上市公司：柯力傳感(603662.SH)、八方股份(603489.SH)、東華測試(300354.SZ)、昊志機電(300503.SZ)、蘇州固锝(002079.SZ)、申昊科技(300853.SZ)等

本文核心數(shù)據(jù)：市場規(guī)模;需求量;應用占比;競爭格局;市場均價;

產(chǎn)業(yè)概況

1、定義及特征

力矩傳感器又稱扭矩傳感器、扭力傳感器、轉矩傳感器、扭矩儀，分為動態(tài)和靜態(tài)兩大類，其中動態(tài)扭矩傳感器又可叫做轉矩傳感器、轉矩轉速傳感器、非接觸扭矩傳感器、旋轉扭矩傳感器等。 扭矩傳感器是對各種旋轉或非旋轉機械部件上對扭轉力矩感知的檢測。扭矩傳感器將扭力的物理變化轉換成精確的電信號。扭矩傳感器可以應用在制造粘度計，電動(氣動，液力)扭力扳手，它具有精度高，頻響快，可靠性好，壽命長等優(yōu)點。

當前，按照測量維度來劃分，力矩傳感器可分為一至六維力矩傳感器。其中，多維力矩傳感器相較單軸力矩傳感器技術壁壘更高，技術難點需兼具靜態(tài)性能、動態(tài)性能和低維間耦合。

近年六維力矩傳感器多應用于機器人、航天等下游領域，而在人形機器人中，對柔順控制要求較高的靈巧手及腳踝部位或將使用六維力矩傳感器，身體其他關節(jié)則將使用關節(jié)扭矩傳感器。

2、產(chǎn)業(yè)鏈剖析：產(chǎn)業(yè)鏈市場參與者眾多

力矩傳感器體積較小，產(chǎn)業(yè)鏈相對簡單。上游是原材料，主要有彈性體、應變體、光柵尺、膠粘劑、電容、PCB等，不同類型的力矩傳感器原材料不同。中游是不同類型的力矩傳感器，主要有應變式、非接觸式、無線型、電子式等。下游是機器人力控、動力控制、安全檢測、稱重起重等應用場景。

力矩傳感器產(chǎn)業(yè)鏈上游原材料彈性體供應企業(yè)主要有中信特鋼、方大特鋼、南鋼股份;應變式材料主要有瑞爾特、中航電測、華蘭海等。光柵尺主要有奧普光電、禹恒光學、新天光電;力矩傳感器中游企業(yè)主要龍頭企業(yè)有柯力傳感、坤維科技、宇立儀器、海伯森、鑫精誠等。

行業(yè)發(fā)展歷程：技術進步推動行業(yè)發(fā)展

產(chǎn)業(yè)萌芽階段：1856年英國物理學家湯姆遜發(fā)現(xiàn)了在機械應變作用下，金屬絲電阻會發(fā)生變化的現(xiàn)象，這奠定了電阻應變片的研制基礎。

產(chǎn)業(yè)應用階段：此后，電阻應變片得到了快速地發(fā)展，在工程領域得到了廣泛應用，電阻應變片也是用于扭矩測量的一種較佳選擇。1982年日本福岡九州大學研究人員研制出了新型磁頭扭矩傳感器，利用等離子法在轉軸表面噴覆了一段磁致伸縮層，可以使整個測試裝置做的緊湊。1984年，Sasada等人提出了改進方案，為了獲得較寬的動態(tài)范圍和較好的線性度，采用了具有特定形狀的磁場各向異性的三角形或平行四邊形磁片。1986年Sasada等人研究了應用非晶薄帶的磁致伸縮逆效應來檢測扭矩。1992年王榮等人為改善"角度依存性"問題，采用在轉軸的表面粘貼一層特制的軟磁合金薄帶的方法，研制了逆磁致伸縮扭矩傳感器。

技術升級階段：2005年重慶工學院遠程測試與控制技術研究所開發(fā)了螺桿差動變壓器式的扭矩傳感器，當彈性軸受到扭力時，軸會產(chǎn)生一定的扭矩角度，再通過內部的銜鐵作用以感應電動勢的形式輸出。2010年由淮海工學院和江蘇海洋資源開發(fā)研究院共同研制了一種非接觸測量方式的磁電型扭矩傳感器。2011年由淮海工學院的文西芹、李紀明等人研究了一種磁彈性效應的新型扭矩傳感器，其氣隙擾動小、磁滯小、可滿足電助力轉向系統(tǒng)的使用要求。2014年趙浩、丁立軍等人基于電磁感應原理，設計了一種新型扭矩傳感器。

2019年重慶大學光電技術及系統(tǒng)教部重點實驗室的研究人員，提出了一種新型平板式壓電四維力/力矩傳感器，大連理工大學聯(lián)合長春光學精密機械與物理研究所，研制了一種具有分載測量功能的預緊式 Stewart 結構六維力/力矩傳感器。

2024年1月，《關于推動未來產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新發(fā)展的實施意見》中提出，突破人形機器人等高端裝備產(chǎn)品等要求。未來，隨著航空航天、汽車碰撞測試、柔性機器人對力矩傳感器需求的增長，力矩傳感器行業(yè)將迎來規(guī)模化量產(chǎn)的發(fā)展階段。

行業(yè)政策背景：政策鼓勵力矩傳感器等高精度部件不斷突破核心技術

近年來，國家出臺一系列政策支持引導我國力矩傳感器行業(yè)發(fā)展。2021年《“十四五”機器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃》中提出研制三維視覺傳感器、六維力傳感器和關節(jié)力矩傳感器等力覺傳感器、大視場單線和多線激光雷達、智能聽覺傳感器以及高精度編碼器等產(chǎn)品，滿足機器人智能化發(fā)展需求。

2022年《關于推動輕工業(yè)高質量發(fā)展的指導意見》中提出，加快關鍵技術突破。例如自行車變速器、中置電機力矩傳感器……無線力與稱重傳感器，動態(tài)質量測量技術等，力矩傳感器相關技術在輕工業(yè)領域應用得到政策上的支持。

2024年1月，工業(yè)和信息化部等七部門聯(lián)合印發(fā)《關于推動未來產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新發(fā)展的實施意見》，提出面向國家重大戰(zhàn)略需求和人民美好生活需要，加快實施重大技術裝備攻關工程，突破人形機器人等高端裝備產(chǎn)品。政策對于下游行業(yè)的支持有利于提升力矩傳感器的制造需求。我國力矩傳感器行業(yè)主要發(fā)展政策如下：

行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀

1、國內市場規(guī)模超過3.5億元

力矩傳感器應用范圍廣泛，例如旋轉扭矩傳感器廣泛用于汽車發(fā)動機測試、傳動系統(tǒng)測試、測功機測試、電動機測試、變速箱測試等。應變片式扭矩傳感器產(chǎn)生的信號與各種儀器兼容，可用于數(shù)字顯示器、數(shù)字放大器等，而且可以達到更高精度?？傮w上看，力矩傳感器目前主要用于汽車測試、測量檢測、工業(yè)、航空航天與國防等領域。根據(jù)高工機器人數(shù)據(jù)顯示，2022年國內六維力/力矩傳感器市場規(guī)模2.39億元，初步核算，2023年市場規(guī)模將超過3.5億元。

注：機器人是主要應用領域，同時六維的價值較高。其他領域市場規(guī)模較小，且力矩傳感器使用較為分散，其他維度力矩傳感器暫未有數(shù)據(jù)披露。

2、力矩傳感器需求加速增長

力矩傳感器銷量主要是六維拉動，低維度的產(chǎn)品銷量較少，市場分散，暫無具體統(tǒng)計數(shù)據(jù)。據(jù)高工機器人數(shù)據(jù)，2017-2022年，六維力矩傳感器銷量從600套左右增長到超過8000套，年復合增速超過55%。2022年中國六維力/力矩傳感器銷量8360套，同比增長57.97%。

在機器人應用領域，六維力/力矩傳感器是機器人實現(xiàn)柔順滑，智能化控制的重要組成部件，為機器人的力控制和運動控制提供了力信息，從而完成一些復雜、精細的作業(yè)，實現(xiàn)機器人智能化起重要作用。2022年機器人行業(yè)銷量4840套，同比增長62.58%。隨著人形機器人加速發(fā)展，六維力矩傳感器市場規(guī)模有望高速增長。

2、2022年機器人用力矩傳感器份額超過六成

中國是機器人生產(chǎn)大國，2023上半年，我國工業(yè)機器人裝機量占全球一半以上，相對而言，力矩傳感器安裝在機器人上的國內市場需求最廣。根據(jù)GGII數(shù)據(jù)顯示，2022年六維力矩傳感器下游機器人行業(yè)占比達68%，是下游應用最廣泛的重點領域。

4、機器人用力矩傳感器價格較高

從價格來看，機器人用六維力/力矩傳感器均價從2017年的4.6萬元/套下降至2022年的3.2萬元/套。當前仍處于較高水平，應用于人形機器人仍然有一定成本壓力。但隨著下游細分行業(yè)對傳感器要求的提升，以及更多參與者進入，六維力/力矩傳感器有望進入高速成長期，成本有望逐漸下降。

行業(yè)競爭格局

1、區(qū)域競爭：江蘇省為力矩傳感器企業(yè)集中地

根據(jù)企查貓查詢數(shù)據(jù)顯示，截至2024年2月，力矩傳感器存續(xù)/在業(yè)的注冊企業(yè)所在區(qū)域主要分布在江蘇、廣東、上海、浙江、湖北等地，其中江蘇占比最高，接近30%，廣東和上海占比分別為15%和14%，這三個地區(qū)位居前三。這些地區(qū)傳感器產(chǎn)業(yè)園較多，產(chǎn)業(yè)基礎較好，下游汽車、機器人等企業(yè)分布密集。

2、企業(yè)競爭：競爭格局逐步顯現(xiàn)

全球六維力/力矩傳感器主要品牌可以分為日韓品牌、歐美品牌、國產(chǎn)品牌三類。國產(chǎn)六維力/力矩傳感器廠商逐漸成長，如宇立儀器(SRI)、坤維科技、鑫精誠、海伯森、藍點觸控、瑞爾特等，均已有相關產(chǎn)品落地并進入產(chǎn)業(yè)化應用。雖然國內真正具備量產(chǎn)能力的廠商仍然較少，但隨著機器人等下游需求逐漸釋放，各家企業(yè)已經(jīng)開啟加速布局。

產(chǎn)業(yè)發(fā)展前景及趨勢預測：年復合增速達60%

力矩傳感器行業(yè)對下游依賴較大，是汽車、航空航天設備、機器人等先進裝備中的重要零部件。近年來，自動駕駛、人形機器人等對控制系統(tǒng)的要求不斷提升，仿真和多體動力學的理論發(fā)展不斷推動了力矩傳感器的技術升級。根據(jù)GGII的數(shù)據(jù)顯示，預計到2027年，中國六維力/力矩傳感器的銷量有望突破84000套，復合增長率將超過60%，2024-2028的五年中，市場規(guī)模也將保持60%的復合增速，2028年市場規(guī)模達到37億元。

隨著產(chǎn)品技術的不斷發(fā)展和應用領域的不斷擴大，力矩傳感器發(fā)展趨勢將呈現(xiàn)以下特點：力矩傳感器的微型化和智能化、測量的多元化、特殊領域不斷應用、成本逐步下降、國產(chǎn)化提升等。

未來，國內廠商不斷完善產(chǎn)品矩陣、降低產(chǎn)品成本以及提升國產(chǎn)化率等。這些因素有望共同推動國內六維力傳感器市場實現(xiàn)快速增長，進一步提升中國力矩傳感器在全球市場中的競爭力。

更多本行業(yè)研究分析詳見前瞻產(chǎn)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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