近年来,尽管中国六维力传感器市场保持了一定的增长态势,但其整体规模仍相对有限,属于小众市场范畴。2023年中国六维力传感器市场规模为2.35亿元,同比增长14.63%。展望未来,随着下游应用场景的不断丰富和技术的持续迭代升级,中国六维力传感器市场有望迎来更加广阔的发展空间。预计在未来几年内,市场规模和出货量均有望实现稳步增长,为行业内的企业带来更多的市场机遇和发展空间。
六维力传感器是一种能够同时测量三维空间中的三个正交力(Fx、Fy、Fz)和三个正交力矩(Mx、My、Mz)的传感器,它能够提供完整的六自由度力和力矩数据。工作原理通常基于应变片原理或压电效应原理。应变片原理是通过测量外力作用下弹性体形变引起的应变片电阻变化来感知力和力矩,而压电效应原理则是通过测量压电晶体在外力作用下产生的电荷变化来感知力和力矩。传感器内部的算法会解耦各方向力和力矩间的干扰,提高测量精度。按照工作原理的分类方式,六维力矩传感器行业可分为电容式六维力矩传感器、压电式六维力矩传感器、光学式六维力矩传感器和应变片式六维力矩传感器。
中国六维力传感器行业近年来受到了国家政策的大力支持,以促进其研发和产业化。2024年1月,工业和信息化部等七部门印发《关于推动未来产业创新发展的实施意见》,提出加强前瞻谋划部署。把握全球科技创新和产业发展趋势,重点推进未来制造、博鱼sport,未来信息、未来材料、未来能源、未来空间和未来健康六大方向产业发展。未来制造。发展智能制造、生物制造、纳米制造、激光制造、循环制造,突破智能控制、智能传感、模拟仿真等关键核心技术。该政策的实施对六维力传感器行业而言,不仅意味着技术创新和产业升级的机遇,还预示着更加广阔的市场前景和国际化发展的可能性。
六维力传感器行业发展主要经历了三个阶段。1974年至1990年的萌芽期,技术壁垒与高昂的成本限制六维力传感器的广泛应用。主要的行业发展动力均为科研机构。1990年至2020年的启动期,六维力传感器在汽车碰撞测试、机器人手臂控制等领域得到初步应用,并取得一定的技术突破。同时,六维力传感器的设计、生产和测试标准逐渐建立和完善。2020年至今的高速发展期,六维力传感器市场规模迅速扩大,成为全球力传感器的重要组成部分。全球竞争日益剧烈,中国和国际企业纷纷加大投入。六维力传感器的发展也推动下游机器人,智能制造,医疗等新兴领域的发展。
六维力传感器技术壁垒高,主要体现在维间耦合影响测量精度、全方位机械过载保护操作复杂以及动态性能难以测量等关键技术问题的解决上。这需要依赖严格的加工精度、强大的产品性能与前沿的智能算法等要素。同时,六维力传感器还需要具备高精度、快速响应、高可靠性和长寿命等优点,以满足各种应用场景的需求。国内企业在这些方面与国际先进水平相比仍存在一定差距,需要加大研发投入和技术创新力度。
六维力传感器的标定与检测需要依赖六维联合加载设备,这是高精度六维力传感器研发和生产的必要条件。然而,这种设备目前不能直接采购,需要由六维力传感器厂商自行研制。这涉及空间光学定位、载荷位移补偿、机电一体化等多项综合技术,具有较高的技术门槛。若设备存在误差或不能同时对六个方向同时加载力或力矩,将影响六维力传感器标定的准确性,进而影响产品的性能和应用效果。
六维力传感器市场壁垒主要体现在产品选型困难和使用技术相对薄弱等方面。由于六维力传感器的应用场景多样且复杂,选择合适的传感器需要考虑量程需求、使用环境、机械出线需求以及通讯方式和配套软件等多个因素。同时,国内企业在特殊领域如航空航天等与海外品牌相比仍存在较大差距,需要加大市场拓展力度和技术创新投入,提高产品的竞争力和市场占有率。
六维力传感器行业产业链上游主要包括原材料和零部件的供应。原材料涵盖了钢材、博鱼sport,铝材、箔材、陶瓷材料、半导体材料等,而零部件则包括弹性体、应变片、电路板(PCB)、粘接剂、光纤、电容、光栅等。产业链中游是六维力传感器的制造环节。产业链下游是六维力传感器的应用领域,主要包括工业机器人、人形机器人、汽车、电子、医疗、航空航天等。
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