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政策持续催化,人形机器核心部件加速国产替代!
滴血木偶
2023-07-05 08:51:57

政策催化,高精度传感器迎国产替代

2023年621日,工业和信息化部副部长辛国斌表示“支持重点大企业牵头,大中小企业参与,开展跨行业跨领域协同创新,创新是第一生产力,要加快关键芯片、高精度传感器、操作系统等新技术新产品的研发和推广应用,进一步提升产业发展内生动力”。

 

那么高精度传感器到底是什么?高精度传感器是一类具有高精度、高灵敏、高稳定性和高可靠性的测量传感器,包括压力传感器、温度传感器、光学传感器、运动控制传感器、力传感器等。高精度传感器在现代工业加工、人类生活、科学研究等方面均具有广泛应用。

 

高端传感器在我国工业4.0中扮演着重要角色,是我国工业发展的重要底层设施之一。随着智能化、网络化、高精密产业的发展,高端传感器的应用领域逐步增多。尽管近年来我国在传感器领域发展迅猛,技术水平不断突破,但由于高端传感器技术研发投入大、制造工艺复杂,涉及到光、热、力等多个领域的融合,具备较高的技术壁垒,因此我国的高端传感器市场几乎被国外企业垄断。前瞻产业研究院数据显示,2020年,爱默生、西门子、博世、意法半导体、霍尼韦尔等跨国公司占据我国传感器市场份额的60%,高端产品几乎全靠进口补给,80%的芯片依赖国外。

 

 

故此,我们认为为解决海外“卡脖子”问题,国家高度重视高端传感器的发展,其战略地位不断得到提升。在政策推动下,相关高端传感器国产替代进程有望加速

人形机器人持续推进,力学传感器与编码器迎来发展机遇

2022年9月,特斯拉推出 Optimus(擎天柱)原型机,目标价低于2万美元,相比传统工业机器人,未来人形机器人将拥有比汽车更大的市场空间,因为人形机器人理论上可以完成所有人类进行的非标任务。

根据券商研报近日指出,力传感器与编码器是人形机器人的核心部件,其中力传感器感知并度量力,在人形机器人关节上具有应用,编码器可测量旋转角度与速度,可通过伺服系统应用于人形机器人中。从竞争格局来看,高端编码器与多维力矩传感器由于技术壁垒较高,国内可量产的企业较少。

 

据了解,力矩传感器又称为扭矩传感器,可对各种旋转或非旋转机械部件上对扭转力矩感知的检测,能够将扭力的物理变化转换成精确的电信号,具有精度高,频响快,可靠性好,寿命长等优点。

按照测量维度,力传感器可以分为一至六维力传感器。六维力传感器是目前维度最高、力觉信息反馈最为全面、难度最大的力觉传感器,最早应用于航空航天市场,后逐步应用于打磨、铣削、焊接及装配场景的工业机器人以及对传感性能要求更高的协作机器人,一台进口的六维传感器价格接近国内一台协作机器人的价格。

力矩传感器大量应用于高性能汽车领域,作为工业自动化领域的重要支柱,扭矩传感器将会在未来的工业互联网、无人工厂和新型机器人产业中发挥极其重要的作用,预计 2025 年国内力矩传感器市场规模能够达到 282 亿元。

 

编码器是测量位移、角度的高精度传感器。编码器是集光、机、电、算技术于一体的高精度位移传感器,可将机械运动转换为电信号输出。

编码器基于莫尔条纹与光电转换原理工作,当电动机旋转时,光栅盘与电动机以相同速度旋转,光栅盘与固定光栅发生相对位移,产生莫尔条纹,经发光二极管等电子元件组成的检测装置检测输出若干脉冲信号,通过计算每秒光电编码器输出脉冲的个数就能反映当前电动机的转速。

 

编码器主要应用于电梯产业、 机床、电动机、食品和包装等领域,预计 2028 年全球编码器市场达67亿美元,结合伺服电机的市场规模,预计2022年全球编码器市场空间为115亿元,7.4亿美元,2022-2028CAGR为9.9%高精度编码器依然依赖进口,国产替代逐步推进。

 

力学传感器与编码器相关公司梳理


昊志机电(300503)2022年年报:公司开发的产品包括六维度力钜传感器。


八方股份(603489)公司专业从事电踏车电机及配套电气系统的研发、生产、销售和技术服务,拥有较强的设计研发能力,是全球少数掌握力矩传感器核心技术的企业之一。


科力尔(002892)公司依托深圳湾科技生态园的深圳研发中心,吸纳高端研发技术人才,不断提高公司整体研发能力,整合伺服电机、驱动器、编码器、控制器资源,提供国内领先的伺服系统整体解决方案,在机器人和人工智能等行业取得较大突破。


 

参考资料:

开源证券-行业点评报告:高精度传感器国产替代加速,关注驱动力传感器与光通信探测器发展机遇-230626.pdf

  

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