上上篇文章《买了凌云股份，能蹭到人形机器人热点吗？》，受到投友的热烈讨论，其中一位叫“掌牛”的投友（非常感谢这位热心投友）提供信息，凌云股份的传感器技术来自中国科学院合肥物质科学研究院智能所，该所研制的传感器已在机器人、空间、深海及核辐射等多个领域实现应用（智能精确作业模块顺利完成4500米级海试）。听起来超厉害的样子。
本来买凌云股份就是在研究人形机器人产业链时的一个偶然之举，一点投机仓位，蹭下热点，能让我保持对这个行业的关注和学习。因为人形机器人产业未来前景广阔，有合适机会还是会布局的，详见《人形机器人，即将0到1（1）文章的分析》
但现在决定深入了解一下六维力传感器。
一、什么是六维力传感器？
六维力传感器是一种能够同时测量三维空间全力信息的传感器，主要用于机器人力位混合控制，轴孔配合、轮廓跟踪以及机器人双手协作等操作，是保障机器人操作安全与提高自主作业能力的关键部件。它具有高精度、高灵敏度、高可靠性、小体积、轻质量等优点，是多维力传感器中功能最为全面、应用领域最为广泛的产品类型。
根据测力的维数，力传感器通常分为一维、三维和六维力传感器。简单来说，任何力在空间坐标系中都可被拆分为三个坐标轴方向的力（力的大小）和力矩（围绕坐标轴的转矩），即六个维度。一维力传感器：测定一个方向的力，要求待测力的方向能完全与标定坐标轴重合。常见的压力传感器、称重传感器都属于一维力传感器。三维力传感器：测定三个正交方向的力。如果待测力的方向变化，但力的作用点保持不变，与传感器的标定参考点重合，那么用三维力传感器就能完成测量任务，但如果待测力的作用点不在标定参考点，由于三维力传感器无法测量力矩，则会产生测量偏差。六维力传感器：测量三个正交方向的力和三个正交方向的力矩。即使待测力的方向任意变化，作用点不在标定参考点，六维力传感器也能完成测量任务。
根据技术原理可将六维力传感器分为应变片式（硅应变和金属箔）、光学式和压电/电容式传感器。
六维力传感器在人形机器人中用于手腕和脚腕末端，辅助机器人实现精密操作和身体平衡控制。
二、六维力传感器当前行业格局
全球六维力传感器主要分为日韩品牌、欧美品牌和国产品牌三大阵营，外资企业有先发优势和技术优势。国内代表企业：坤维科技、宇立仪器、蓝点触控。国产与外资主流产品在精准度方面已基本对齐，但在灵敏度、串扰、抗过载能力及维间耦合误差等方面仍存在差距。2023年，外资占我国六维力传感器67.9%市场份额。
行业集中度较高，2023年TOP10厂商合计市场份额达69.5%，其中ATI以22.4%的市场份额领跑各大厂商，ATI是全球龙头企业，经过多年的积累，产品应用面相对更广。前十企业中，本土企业占据三席位置。本土企业宇立仪器排名第二，占比12.2%，宇立仪器在工业机器人、磨抛行业和汽车碰撞测试行业应用更多。蓝点触控、坤维科技也具备较强竞争力，分别占比4.8%、4.7%，排名第四、第五。坤维科技在协作机器人、医疗手术机器人、医疗检测机器人和康复机器人域具备明显优势，同时其产品在航空航天领域也具备较强竞争力。此外，Epson、Robotiq、AMTI等海外企业也占据了一定的市场份额。
当前，人形机器人的爆发为六维力传感器带来了更加广阔的增长空间，吸引了众多企业入局六维力传感器领域，除了宇立仪器、坤维科技、蓝点触控外，如鑫精诚、海伯森、神源生智能、瑞尔特测控等，均已有相关的产品落地并进入产业化应用。其他厂商如重庆鲁班机器人技术研究院、昊志机电、埃力智能等，通过自主研发力传感器技术，已经具备六维力/力矩传感器的生产能力，部分产品型号开始进入下游用户的验证测试阶段。
三、国内六维力传感器行业的需要解决的问题
1、提高精度，达到外资品牌的技术水平。
2、降低成本。国产六维力传感器，单个2万的价格，1个人形机器人4个，单六维力传感器就需要8万元成本，如此高的成本将影响人形机器人的大规模应用。
四、凌云股份的六维力传感器
根据凌云股份官微信息，公司作为牵头单位联合中国科学院合肥物质科学研究院和中兵智能创新研究院以“低成本高精度智能化人形机器人人力感知关键技术及制造方法研究”项目，联合揭榜国家工信部2023年未来产业人形机器人方向力传感器创新任务。
《工业和信息化部办公厅关于组织开展2023年未来产业创新任务揭榜挂帅工作的通知》（工信厅科函〔2023〕235号）对力传感器揭榜任务要求是“面向人形机器人准确获取驱动关节和肢体末端触感力学信号的需求，突破稳定可靠的力传感器结构设计与制造、智能化信号处理与分析、多信息智能识别与模型分析等关键技术；研制系列化、高性能、低成本、智能化的新型力传感器；发展低成本、规模化的传感器生产制造方法，推动新型力传感器在人形机器人上的产业化应用。预期目标：到2025年，完成人形机器人系列化力传感器的设计与制造，满足驱动关节、手指、足底等肢体末端力测量需要，并在人形机器人上开展实际应用。传感器采用低成本、高性能的设计，精度达到0.5%FS，响应时间优于0.03s，具有智能信息采集与处理能力，提升力传感器的智能化水平。”
根据中国科学院合肥物质科学研究院智能所官微，该所从上个世纪80年代至今，一直致力于六维力传感器理论方法和关键技术的研究，并取得了一批具有国际先进水平的成果。研制的传感器已在机器人、空间、深海及核辐射等多个领域实现应用（智能精确作业模块顺利完成4500米级海试）。
从以上信息综合得知，凌云股份的六维力传感器的核心技术来自于中国科学院合肥物质科学研究院智能所，而此技术已经成功运用在机器人、空间、深海及核辐射等多个领域。目前攻关组主要要解决的是低成本制造的问题，这样未来才能大规模商用。
目前凌云六维力传感器的最新进展是：凌云与市场上机器人关节公司有交流并提供样件，已做好路线图和时间节点，争取年底出一个六维力传感器样件，预计年底形成年产3000个机器人压力传感器的小生产线。（来源华安证券《Q3业绩短期承压，毛利率同比改善》研报）
凌云股份的这个技术先进程度与外资龙头ATI相比，到底如何？这个目前仍未可知。当然，作为凌云股份的小投资人，美好的期望当然是希望达到了ATI的精度水平，同时成本远低于它。
五、结论
1、国产六维力传感器目前精度与外资相比有差距，还需要赶超。
2、六维力传感器成本昂贵国产1个2万元，大规模应用人形机器人领域，还需要大幅度降本。
3、目前入局的国内厂家较多，处于群雄逐鹿的阶段，未来谁能获得优势市场地位尚不可知。但能获得优势市场地位的厂商必是技术过硬成本领先的企业。
4、凌云股份的六维力传感器核心技术来自中国科学院合肥物质科学研究院智能所，此技术已经成功运用在机器人、空间、深海及核辐射等多个领域，是军用技术转民用。与外资龙头ATI技术相比孰优孰劣，仍未可知。但总的来说，凌云的六维力传感器项目目前进展顺利，值得期待！
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