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人形机器人,带火了哪些传感器?

05/22 15:18
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人形机器人走进人类世界,要过的第一道槛就是感知世界。人类感知世界,靠的是经历漫长岁月才进化出来的各种器官,而人形机器人感知世界,靠的是各种人造“器官”——传感器。

根据麦肯锡对人形机器人BOM成本的拆解,传感与感知系统占整机成本的10%-20%,是人形机器人的第二大烧钱硬件模块(第一是执行器,占40%-60%)。

以下列几个当前主流的人形机器人传感器配置情况,仅供参考:

根据行业研究机构测算,2030年人形机器人传感器市场空间有望达到119亿元。人形机器人逐步放量以及硬件成本的下降有望为传感器带来增量需求。

人形机器人的传感器有哪些?有哪些优秀的供应商?今天[行家说机器人]详细盘点一下。

我们将人形机器人传感器分为内部传感器和外部传感器两类。

一、内部传感器

身体的“感知”神经,是机器人实现精准动作与稳定姿态的基础。

1.关节位置/角度传感器 (编码器),实时反馈关节的转动角度与速度,是精准控制的基础。数量取决于机器人的自由度。

2.力/力矩传感器,感知各关节和末端(如手、脚)与外界交互的力量。一维测轴向力,六维可测三维力+三维力矩。高端机型每台约配置10-20只用于手、腕、肘、膝等关键部位。

3.惯性测量单元 (IMU),融合加速度计陀螺仪等,实时计算机体的姿态(俯仰、横滚等),维持动态平衡。单台通常配置1-3个,分别安装在头部、躯干与腿部等关键位置。

4.动力系统传感器,包含电池状态、电机运行、温度传感器,监控“身体”能量与健康。单台机器人通常需要15-25只,构成全方位的动力状态监测网络。

二、外部传感器

探索世界的“五官”,是机器人和世界交互的唯一途径。

1.视觉传感器。目前主流人形机器人视觉方案包括3D结构光、激光雷达、iToF及双目立体视觉等,涉及的传感器包括:2D视觉、结构光、ToF、RGB-D、立体双目深度、LiDAR、Radar、红外热成像。

2. 触觉传感器。广泛应用于关节和柔性皮肤等领域,使机器人能通过触摸感知物体的形状、质地等物理特性,实现精确抓取。当前主流技术路线有两种:MEMS压力阵列传感器、柔性触觉传感器(电子皮肤)。

3. 听觉传感器。人形机器人听力系统有两个基本功能:语音识别和声源定位。在声源定位方面,主要采用麦克风阵列作为传感器,通过在三维空间中布置多个麦克风,增强对不同方向和方位的立体感知能力。目前,MEMS麦克风正逐步成为主流技术方案。

三、核心龙头梳理

目前,力矩传感器、视觉传感器、惯导应用的场景很广泛,触觉传感器则仍处于早期发展阶段,人形机器人打开了较大增量市场空间。

人形机器人领域,传感器供应以海外厂商为主,国内企业起步较晚,有望借力人形机器人产业趋势弯道超车。

1.六维力/扭矩传感器

ATI Industrial Automation(美国)

行业标杆,全球市占率超30%,是高端市场的领导者,技术积淀深厚。传感器精度0.1%FS,抗过载能力超5倍。

Schunk (德国)

欧洲市场份额约25%,在精密装配和自动化领域地位稳定,高动态响应(10kHz),成熟的温漂补偿技术。

蓝点触控

市场份额巨大,为行业“隐形冠军”。根据2025年的数据,其在国内人形机器人六维力传感器市场,其份额超70%。在关节扭矩传感器市场,其份额高达95%,这意味着市场上绝大多数人形机器人都采用了它的关节力传感器。

宇立仪器

国产老牌,有给ABB等国际巨头供货的经验,是特斯拉供应链的核心供应商,产品在学术界声誉很高。

坤维科技

创始人团队有航天背景,掌握全自动六维联合加载标定技术,产品在协作机器人领域份额超50%。

2. 惯性测量单元 (IMU)

Xsens(荷兰)

非传统的芯片级IMU制造商,其核心优势在于向人形机器人厂商提供一整套“训练(动捕)+执行(感知)”的全栈式运动解决方案,尤其在高端训练场景下具有极强的专业性和不可替代性。

博世(德国)

全球领先的MEMS传感器供应商,拥有完整的IMU产品线,在CES 2025上展示了AI驱动的传感平台,可直接用于人形机器人。

STMicroelectronics(瑞士/意大利)

提供从6轴到9/10轴的全系列IMU芯片,在2025年的传感器展上展示了AI和高g值IMU。

芯动联科

国内MEMS惯性传感器龙头,产品达到导航级精度,在技术指标上可直接对标国际大厂,能满足人形机器人的高端需求。公司目前正针对机器人市场自主研发六轴IMU芯片。

3. 视觉传感器

基恩士(日本)&康耐视(美国)

这两家是机器视觉领域的绝对霸主。根据2025年的数据,它们在视觉传感器市场的合计占有率超过60%。它们的产品是高端工业视觉系统的标杆,技术实力雄厚,但价格也相对昂贵。

禾赛科技

作为全球激光雷达解决方案领导者,禾赛在机器人感知领域同样举足轻重。禾赛是唯一入选摩根士丹利“人形科技25”(Humanoid Tech 25)榜单的激光雷达公司。

速腾聚创

其2025年机器人激光雷达销量达30.3万台,全球出货量排名第一,市场份额优势明显。速腾聚创入选了摩根士丹利的 “全球人形机器人产业链百强” ,并且在 “雷达/激光雷达”和 “视觉/摄像头传感器” 两个关键类别中均有上榜,显示出其全方位的技术实力。

奥比中光

国内3D视觉感知领域的平台型企业,已全面布局结构光、iToF、dToF、双目、激光雷达等六大技术路线。其3D视觉传感器收入约2.12亿元,毛利率44.2%,已在2025年Q1实现上市以来首次单季盈利。

4. 触觉传感器

Interlink Electronics & Tekscan(美国)

这两家是国际压阻式触觉传感器的老牌劲旅。Interlink以FSR(力敏电阻器) 系列闻名,广泛应用于机器人指尖力检测。Tekscan则深耕高分辨率压力分布测量系统(类似“触觉像素”),可在指尖区域构建精细的压力分布图像,是机器人感知物体形状和滑移趋势的关键工具。

SynTouch(美国)

SynTouch的BioTac触觉传感器被誉为行业标杆,能同时感知力、振动和温度等多模态信息,已广泛应用于自主机器人、遥操作和假肢手等高端场景。

汉威科技

国内最早布局柔性触觉传感器的企业,掌握柔性压阻/压电/电容/汗液四大核心技术。子公司能斯达柔性触觉传感器产能2000万支/年,良率优异,综合毛利40%+。相关产品已实现小批量供货,入选2025具身智能十大创新产品和技术。

帕西尼感知科技

当前国内人形机器人触觉传感领域的 “隐形冠军” 。2025年度订单额突破5亿元,多维触觉传感器市占率高达80%,稳居行业第一。核心产品为第三代多维触觉传感器PX-6AX-GEN3,涵盖Elite、Core、Omega三大系列。

5. 关节位置/角度传感器

海德汉/雷尼绍

这三家是全球高精度测量领域的巨头。海德汉是高精度直线与角度编码器领域的行业标杆,其技术与产品被公认为顶级;雷尼绍则凭借其关联公司RLS的磁编码器产品,在追求绝对位置反馈的人形机器人关节中占据重要地位。它们是品牌的高端标杆,即使价格昂贵,依然是顶级科研和高端应用的首选之一。

多摩川/日本电产

日本企业在精密制造领域的积累使其成为不可忽视的力量。多摩川精机是编码器领域的市场老将;日本电产则是全球电机领域的绝对巨头,其编码器产品被摩根士丹利列为全球人形机器人百强核心部件。

金钢科技

国产领跑者,精准切入人形机器人对编码器“更小、更精、中空”的需求,其24位分辨率、体积较国外产品缩小90% 的磁编码器已成为行业爆款。凭借产品硬实力,其在国内人形机器人编码器市场的占有率高达80%,客户遍及国内几乎所有头部机器人本体及关节厂商。

总结与思考

国产龙头崛起最明显的领域(六维力、触觉、编码器),无一例外是高定制化、需要快速响应和成本优势的“非标”市场。中国企业凭借工程师红利和产业集群,将这些痛点转化为优势,实现了局部领跑。

人形机器人传感器市场格局仍由国际巨头把持,主要是标准化、高精度、高可靠的通用基础器件领域,如高端图像传感器、传统机器视觉算法、高性能IMU芯片等。这些是机器人“感官”的基础,也是未来真正的竞争焦点。

目前国内优势主要集中在力觉(用力干活) 和关节驱动(灵活运动) 等“执行”层面,在如何 “看”(视觉) 和 “感”(惯性) 等更深层次的感知层面,仍任重道远。

商务合作:叶知秋Rachel

     微信:hangjiashuo888

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