本文來自格隆匯專欄：天風研究

機器人運動控制的目的是使機器人能夠按照人類的指令，完成複雜的動作任務和自主決策。設計並生產機器人的主要目的就是使機器人能代替人類從事特定任務，因此可以説，運動控制是機器人研究中的核心所在。

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而機器人運動控制的本質是對伺服電機進行控制，而伺服系統一般有三種控制方式，分別是：轉矩控制、位置控制、速度控制。

· 轉矩控制: 是指伺服驅動器僅對電機的轉矩進行控制，原理是通過電流環控制電機轉矩。電流環處於最內側，此環完全在伺服驅動器內部進行。

· 速度控制:是指驅動器僅對電機的轉速和轉矩進行控制，原理是通過電流環和速度環控制位置。

· 位置控制:是指驅動器對電機的轉速、轉角和轉矩進行控制，原理是通過電流環、速度環和位置環控制位置。位置環是最外環，可在驅動器和伺服電機編碼器間構建也可以在外部控制器和電機編碼器或最終負載間構建

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在這三種控制方式中，傳統機器人一般會使用位置控制，比如機械臂會沿着事先規劃好的軌跡在封閉、確認的空間中運動。但是隨着機器人應用場景的多樣化，轉矩控制的重要性愈發明顯。比如説：機器人行走在不規則且未知的路面上，由於路面情況未知無法做事先的建模預測或者由於不規則路面狀態太多而無法做精確的建模，這時如果使用純位置控制的話，就無法規劃處 一條合適的位置軌跡，此時我們必須引入力控，做到實時的動態控制。

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· 力傳感器的產業鏈剖析

從傳感器的生產工藝流程可以知道，彈性體的製造加工和應變片的生產組裝是兩個較為重要的步驟。

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· 首先是應變片的生產。應變片涉及到的原材料包括鋼材、鋁材、箔材、電線電 纜等，其中鋼材、鋁材以及電線電纜基本能實現國內採購，但是箔材基於材料的特殊性，現在仍然以進口為主。

· 其次是彈性體的製造。一般由傳感器廠商採購上游鋼材或鋁材，按照傳感器設計，將材料進行機械加工，成為滿足應變測試用的彈性元件。因此，彈性體的供應商一般是傳感器廠商。

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· 應變片生產環節

海外應變片生產技術較為領先，其中以美國 Vishay（VPG.US）、德國 HBM、日本的 NMB 為代表性企業。 中國廠商方面，中航電測是中國綜合實力、產品品類相對較強的應變片生產廠商，但在產品精度等性能方面與國際水平仍然有一定差異。

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· 傳感器製造環節

六維力矩傳感器從：應變片生產、彈性體設計、參數標定等一系列環節都需要較高的技術工藝，海外比如 ATI（ATI.US）、OnRobot 等在該行業已經深耕多年，能夠實現大量程、高精度、高準度等性能優勢，而中國在該領域起步較晚，當前正積極入局的包括宇立、柯力等中國優秀企業。

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根據高工機器人產業研究所(GGII)的數據，2022年中國市場六維力/力矩傳感器銷量達到8360套。假設六維力傳感器銷售均價為 2萬元人民幣，則 2022 年中國六維力傳感器市場規模約為1.7 億元人民幣。

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整體來説，隨着人形機器人產業的 0-1 爆發放量，人形機器人的各個環節，以及重要零部件，都將充分受益。

Vishay（VPG.US）成立於1962 年，總部位於美國賓夕法尼亞州，是世界最大的無源半導體器件、應變片及稱重傳感器的最大製造商之一，目前集團已經有69個製造基地，遍佈全球17個國家。是國際公認的電阻箔技術、傳感器和基於傳感器的適用於特定工業應用系統方案的製造商。作為其四大運營事業部之一，Micro-Measurements (MM) 致力於開發、生產和銷售高精度應變測量產品，提供 Advanced Sensors(AS 應變片)、 應力分析應變片和應變式傳感器、應變片安裝附件等。

HBM:公司成立於 1950 年，公司總部位於德國達姆斯達特市，公司的創辦人霍丁格先生是世界上應變測量的先驅之一。當前有 3 個生產基地以及遍佈全世界範圍內30 多個銷售代理機構的跨國公司。公司的主要客户遍佈全球，世界上很多著名的衡器及測量方面的公司都與公司有密切的合作關係。HBM 產品範圍涵蓋傳感器、應變片、放大器、數據採集系統以及用於結構耐久性測試和分析的軟件。

ATI:美國 ATI Industrial Automation 是全球範圍內優質機器人零部件供應商，專門 從事製造用於工業自動化和機器人的高性能產品。ATI 公司在全球範圍內為工業自動化、機器人以及相關領域提供了一系列的解決方案。它們為不同類型的製造和自動化應用設計並生產多種傳感器和附件。

中航電測（300114）公司在中國起步早、起點高，從事電測產品已有三十多年的歷史，具有國際水平的設計能力、接近國際水平的工藝裝備及工藝製造技術，常温電阻應變計 技術指標已達到世界水平。公司具有應變計、傳感器、系統結構、數據採集、信號處理、產品加工、特種工藝等一系列研發、設計及生產技術。

柯力傳感（603662）:柯力傳感自1995 年成立以來，一直致力於應變式傳感器、儀表和物聯網 系統等領域的研發、製造和銷售，是一家國家級重點高新技術企業，是國內最重要的稱重元件製造和銷售企業之一。

宇立儀器：由原美國 FTSS 的總工程師黃約博士創建的公司，是全球知名企業 ABB 的戰略供應商，其產品被世界各地的機器人廣泛使用。宇立在機器人打磨、組裝以 及力控產品方面享有國際聲譽。美敦力 (Medtronic) 所生產的腹部手術機器人採用了宇立的傳感器，意味着宇立的產品已經符合醫療設備生產的高標準。

智雲股份（300097）公司以科技研發作為自身發展最為核心的內生動力,技術領先是保持核心競爭力的關鍵因素。公司及各子公司高度重視技術創新與自主研發能力,建立了層次分明、規範完善的研發體系,研發實力穩步提升,

豐立智能（301368）公司與博世集團、史丹利百得、牧田、創科實業等國際電動工具製造龍頭企業建立了長期穩定的業務合作關係。前述客户對供應商的質量要求較高,考核週期較長,評審體系複雜,客户轉換供應商成本相對較高,短期內發行人難以被其他競爭對手替代。長期穩定地擁有上述知名客户資源,成為了發行人的核心競爭力。

步科股份（688160）公司主要從事工業自動化設備控制核心部件與數字化工廠軟硬件的研發、生產、銷售以及相關技術服務,併為客户提供設備自動化控制、數字化工廠解決方案。

昊志機電（300503）中高端數控機牀、機器人、新能源汽車核心功能部件 公司秉承“立足自主技術創新、服務全球先進製造”的發展戰略,緊抓我國高端裝備製造業快速發展的契機,立足主軸行業,藉助公司在研發、製造、客户、品牌等方面的積累。

華工科技（000988）提供激光智能裝備、激光自動化產線、激光全息綜合防偽產品、傳感器、汽車電子產品、光通信產品的研發、生產及銷售。提供產品信息追溯系統的解決方案;提供醫療裝備的研發、生產、銷售及服務。

航天智裝（300455）公司依託中國航天科技集團強大的品牌影響力,對外開展業務時具有良好的品牌效應,憑藉多年在鐵路運行安全檢測及檢修、智能測試仿真系統和微系統與控制部組件、核工業自動化裝備領域的深耕,其產品和品牌受到了市場的廣泛認可,並在相關領域品牌影響力突出。報吿期內,公司更名為“北京航天神舟智能裝備科技股份有限公司”,突顯了公司戰略定位和業務結構,進一步提升航天企業的品牌影響力。

新時達（002527）持續專注自主可控的核心技術 公司是研發驅動型企業,多年來堅持自主研發路線,截至本報吿期末,公司參與編制與修訂國家技術標準共計 45 項,公司參與編制與修訂行業技術標準共計 8 項,授權專利共計 840 項,軟件著作權共計277 項。公司旗下多家子公司擁有“專精特新”稱號。

中大力德（002896）自主研發優勢公司多年堅持創新,不斷改進和優化產品性能和結構,實現產品結構升級,同時結合國內市場客户的個性化需求,不斷升級減速電機集成與檢測技術、精密傳動與控制技術,逐步形成了減速器、電機、驅動器一體化系列產品,產品覆蓋了動力傳動與控制應用主要領域。

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