2024年中国力矩传感器行业技术现状分析 越高维度的力矩传感器技术壁垒越高【组图】

行业主要上市公司：柯力传感(603662)、八方股份(603489)、申昊科技(300853)、中航电测(300114)、拓邦股份(002139)、香山股份(002870)、苏州固得(002079)、赛摩智能(300466)、昊志机电(300503)等

本文核心数据：专利申请;热门申请人;

力矩传感器基本分类

力矩传感器是将力的值转换成电信号的元件。重量、拉力、应力、扭矩均能够作为力传感器的输入量，经处理后输出为电信号，并将其传递至指示器、控制器或计算机等终端。与广义传感器类似，力传感器由力敏元件(即弹性体，常见的材料有铝合金，合金钢和不锈钢)、转换元件(最为常见的是电阻应变片)和电路部分(一般有漆包线，pcb板等)组成，其中力敏电阻器是广泛运用的力敏元件。力敏电阻器通常包含导电聚合物薄膜(由亚微米尺寸的导电及非导电颗粒基质组成)，其表面受力时接触传感器电极，并以可预测的方式改变本身电阻，从而衡量受力数值。

维度越高测量更精准

从不同维度力矩传感器来看，若力的方向和作用点固定，则可选用一维力传感器;若力的方向随机变化，但作用点保持不变且与传感器的标定参考点重合，则可选用三维力传感器;若力的方向和作用点都在三维空间内随机变化，则应选用六维力传感器进行测量。高精度的六维力矩传感器能够解耦各方向力和力矩间的干扰，使力的测量更为精准，并能利用力矩信息来推算获取受力部件的姿态，监测力矩是否在安全范围内，有效避免传感器的过载损坏。

六维力矩传感器性能最优

按测量方向分类，六维力矩传感器是其中性能最优、力觉信息最全面的力矩传感器。在指定的直角坐标系内，六维力矩传感器能够同时测量沿三个坐标轴方向的力(F、FY、FZ)和绕三个坐标轴方向的力矩(MX、MY、MZ)。六轴力传感器一般分成固定端(机器人端)和加载端(工具端)。两端相对受力时，传感器发生弹性变形，传感器内部的应变计电阻发生变化，进而转换成电压信号输出。

2021年专利申请热度最高

截至2024年2月1日，力矩传感器有效专利共2840件。从历史申请趋势上看，专利申请最多年份是2021年，达426件，2005年至2021年都是专利申请上升阶段。2022和2023年申请热度下降，2023年仅申请101件。从公开来看，2021年公开数量超过申请数量，达446件，2022年486件，2023年下降到310件。从周期上看，从力矩传感器的申请到公开基本需要1-2年。

院校是专利申请的主体类型

根据热门申请人来看，哈工大是力矩传感器申请最多的学校，共申请专利98件，其次是闽江学院，申请数量54件。北京航空航天大学、北京理工大小、上海交通大学分别排在第三、四、五名。前十申请人都是院校，体现出力矩传感器的技术突破主要在院校实验室。另一方面也可以看出力矩传感器目前的技术商业化应用程度有待提高。

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