中投網(wǎng)2025-05-21 10:14 來源：中投顧問產(chǎn)業(yè)研究大腦
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汽車行業(yè)是我國制造業(yè)的第一大產(chǎn)業(yè)，年產(chǎn)值超過10萬億。那么，下一個能夠接近甚至超過汽車行業(yè)規(guī)模的制造業(yè)是哪個？沒錯，就是“人形機器人”產(chǎn)業(yè)。人形機器人在政務(wù)、工業(yè)、商業(yè)和家庭各個領(lǐng)域都有很多的應(yīng)用場景可以挖掘，將是一個數(shù)萬億甚至十萬億的巨大藍海市場。
對于一個城市或一家企業(yè)，如果未來十年錯過了人形機器人的產(chǎn)業(yè)機會，那就相當(dāng)于過去十年錯過了新能源汽車的產(chǎn)業(yè)機會，一個百年一遇的巨大產(chǎn)業(yè)機遇將與你無緣。
中投顧問推出的《2025-2029年中國未來產(chǎn)業(yè)之人形機器人行業(yè)趨勢預(yù)測及投資機會研究報告》，詳細(xì)分析了人形機器人的產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀和趨勢，能幫助你把握人形機器人產(chǎn)業(yè)的投資機會。
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在當(dāng)今科技蓬勃發(fā)展的時代浪潮中，人形機器人正逐步踏入各個領(lǐng)域，改變著我們的生產(chǎn)與生活方式。而在這一變革進程里，力傳感器作為人形機器人與外界環(huán)境建立安全、高效交互連接的關(guān)鍵紐帶，發(fā)揮著不可或缺的作用。柯力傳感作為行業(yè)內(nèi)的佼佼者，在力傳感器研發(fā)之路上砥礪前行，斬獲了諸多亮眼成果。
一、研發(fā)攻堅：柯力傳感的卓越突破
柯力傳感多年來矢志不渝地將大量研發(fā)資源傾注于力傳感器領(lǐng)域，憑借深厚的技術(shù)積累與創(chuàng)新精神，成功完成了多款具有前沿技術(shù)水平的產(chǎn)品送樣和試制。其中，扭矩傳感器以及多維力傳感器(涵蓋二維、三維、六維)系列產(chǎn)品備受矚目。
聚焦六維力/力矩傳感器，柯力傳感更是實現(xiàn)了全方位的產(chǎn)品系列開發(fā)，精準(zhǔn)覆蓋人形機器人手腕、腳腕以及工業(yè)臂、協(xié)作臂末端等關(guān)鍵應(yīng)用部位。這一研發(fā)過程絕非坦途，研發(fā)團隊勇攀技術(shù)高峰，接連攻克多個關(guān)鍵技術(shù)難題。
在結(jié)構(gòu)解耦層面，研發(fā)人員對傳感器的機械結(jié)構(gòu)進行了匠心獨運的創(chuàng)新設(shè)計。傳統(tǒng)傳感器結(jié)構(gòu)往往存在不同方向力和力矩相互干擾的問題，導(dǎo)致感知精度大打折扣�？铝鞲械墓こ處焸兺ㄟ^巧妙優(yōu)化機械結(jié)構(gòu)布局，采用特殊的彈性元件設(shè)計與精密裝配工藝，使得各個方向的力和力矩能夠如同被分隔在獨立“房間”中一般，被傳感器精準(zhǔn)且獨立地感知。這就好比為機器人的“觸覺神經(jīng)”賦予了更敏銳的辨別能力，讓它能在復(fù)雜的交互場景中清晰區(qū)分來自不同方向的作用力，無論是精細(xì)操作時微小的側(cè)向力，還是大力抓取時的軸向拉力，都逃不過它的“感知法網(wǎng)”。
算法解耦同樣是柯力傳感的一大技術(shù)亮點。當(dāng)傳感器采集到外界力和力矩信息時，這些信號往往是多個維度混合在一起的復(fù)雜數(shù)據(jù)�？铝鞲欣们把氐臄�(shù)學(xué)算法，像是一把精準(zhǔn)的“數(shù)據(jù)手術(shù)刀”，對采集到的混合信號進行深度解析。通過復(fù)雜的矩陣運算、信號變換等手段，將混合信號中的各個維度力和力矩信息一一分離還原。這一過程不僅需要深厚的數(shù)學(xué)功底，更依賴研發(fā)團隊對機器人實際應(yīng)用場景的深刻理解，確保解耦后的信息能夠精準(zhǔn)反映現(xiàn)實中的作用力情況，為機器人的智能決策提供可靠依據(jù)。
高速采樣通訊技術(shù)則為人形機器人的實時控制注入強大動力。在瞬息萬變的交互場景中，力和力矩的變化轉(zhuǎn)瞬即逝，傳感器必須具備極高的采樣頻率才能捕捉到這些細(xì)微變化。柯力傳感研發(fā)的力傳感器能夠以超乎尋常的速度采集數(shù)據(jù)，每一瞬間的力信息都被精準(zhǔn)記錄。同時，借助高效穩(wěn)定的通訊協(xié)議與優(yōu)化的傳輸線路設(shè)計，采集到的數(shù)據(jù)能夠如同閃電般及時準(zhǔn)確地傳輸給機器人的控制系統(tǒng)。這就保障了機器人能夠基于最新的力反饋信息迅速做出調(diào)整，無論是在高速運動中的姿態(tài)矯正，還是精密操作時的力度微調(diào)，都能有條不紊地進行，真正實現(xiàn)實時、精準(zhǔn)的力控制。
二、應(yīng)用賦能：精密操作與安全協(xié)作的保障
在人形機器人的實際操作應(yīng)用中，力傳感器宛如一位隱形卻神通廣大的助手，全方位賦能機器人的各項任務(wù)執(zhí)行。
于精密裝配任務(wù)而言，其重要性不言而喻。以電子芯片的精密裝配為例，電子芯片作為現(xiàn)代高科技產(chǎn)品的核心部件，往往極其微小且脆弱，對裝配過程中的受力要求近乎苛刻。人形機器人在裝配芯片時，力傳感器實時感知著機器人與芯片之間的作用力。當(dāng)機器人夾取芯片時，力傳感器精確測量夾取力度，確保芯片不會因受力過大而出現(xiàn)裂紋或損壞;在放置芯片到電路板的過程中，它又能敏銳捕捉到芯片與電路板接觸瞬間的微小作用力變化，引導(dǎo)機器人以恰到好處的力度和角度平穩(wěn)放置芯片，保證芯片引腳與電路板焊點精準(zhǔn)對接，杜絕因受力不均導(dǎo)致的虛焊、短路等問題。整個裝配過程，力傳感器就像一位經(jīng)驗豐富的工匠，用它細(xì)膩的“觸覺”守護著每一個芯片的裝配質(zhì)量，使得產(chǎn)品良率大幅提升。
人機協(xié)作場景下，力傳感器更是肩負(fù)起守護人員安全的重任。在工廠的人機協(xié)作生產(chǎn)線上，工人與機器人并肩作戰(zhàn)，緊密配合完成復(fù)雜的生產(chǎn)任務(wù)。此時，力傳感器如同一條無形卻敏感的安全警戒線，實時監(jiān)測機器人與人之間的接觸力。一旦檢測到接觸力超過預(yù)先設(shè)定的安全閾值，機器人的控制系統(tǒng)便會在瞬間接收到信號，立即啟動制動程序，讓機器人迅速停止動作，避免對工人造成意外傷害。這種實時、精準(zhǔn)的安全防護機制，不僅有效保障了工人的人身安全，還極大地提升了人機協(xié)作的效率與信任度，讓工人能夠更加安心、高效地與機器人協(xié)同工作。
三、現(xiàn)實挑戰(zhàn)：環(huán)境與響應(yīng)的制約難題
盡管力傳感器為人形機器人帶來了諸多卓越性能提升，但在實際落地應(yīng)用過程中，依然面臨著一些亟待攻克的難題。
環(huán)境因素對力傳感器的精度和穩(wěn)定性影響顯著。在高溫、高濕的特殊環(huán)境下，如食品加工車間，問題尤為突出。車間內(nèi)持續(xù)的高溫會導(dǎo)致力傳感器內(nèi)部電子元件的物理特性發(fā)生變化，例如電阻值改變、電容漏電等現(xiàn)象，使得傳感器的測量精度出現(xiàn)偏差。同時，高濕環(huán)境容易引發(fā)傳感器機械結(jié)構(gòu)的腐蝕、生銹，進一步破壞其原有的精密結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致力測量的準(zhǔn)確性大打折扣。當(dāng)機器人在這樣的環(huán)境下進行食品包裝操作時，力傳感器測量值的波動使得機器人難以精準(zhǔn)控制包裝力度，可能出現(xiàn)包裝過緊，導(dǎo)致食品變形甚至破損，或者包裝過松，無法有效保護食品，影響產(chǎn)品質(zhì)量與市場口碑。
力傳感器的動態(tài)響應(yīng)速度同樣是一個關(guān)鍵瓶頸。在人形機器人執(zhí)行快速動作時，比如快速抓取物品，力的變化瞬間即至，要求傳感器能夠快速準(zhǔn)確地感知并反饋。若力傳感器的響應(yīng)速度跟不上機器人的動作節(jié)奏，后果不堪設(shè)想。當(dāng)機器人試圖快速抓取一個易碎物品時，由于力傳感器響應(yīng)延遲，無法及時感知抓取瞬間的力變化，機器人可能會因用力不當(dāng)而瞬間捏碎物品;或者在物品抓取過程中，因無法快速適應(yīng)物品的重心轉(zhuǎn)移、慣性變化等因素，導(dǎo)致抓取失敗，物品掉落損壞，嚴(yán)重影響機器人的工作效率與任務(wù)完成質(zhì)量。
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