關節扭矩傳感器,指用于檢測機械關節轉動過程中扭矩大小與變化的傳感器,通過感知關節受力產生的形變、應力等物理量,將其轉換為可測量的電信號,實現對扭矩參數的精準監測。關節扭矩傳感器具備測量精度高、響應速度快、穩定性強、適配多種關節結構等優勢,在工業機器人、服務機器人、汽車傳動系統、航空航天裝備、醫療器械等領域應用廣泛。
關節扭矩傳感器主要包括應變片式關節扭矩傳感器、光學式關節扭矩傳感器、磁電式關節扭矩傳感器以及電容式關節扭矩傳感器等類型。應變片式關節扭矩傳感器通過粘貼在彈性元件上的應變片感知形變,結構簡單且成本可控,為目前市場主流產品;光學式關節扭矩傳感器基于光的干涉、折射原理實現測量,具備抗電磁干擾能力強的特點;磁電式關節扭矩傳感器利用電磁感應現象完成信號轉換,適用于高轉速關節場景;電容式關節扭矩傳感器依靠電容變化感知扭矩,靈敏度較高但易受環境干擾。
為規范行業發展,提升產品性能一致性與應用安全性,我國相關部門及行業協會已出臺多項關節扭矩傳感器相關標準與技術規范,涵蓋產品性能指標、檢測方法、安裝要求、可靠性驗證等方面,明確了不同應用場景下傳感器的技術參數閾值。未來伴隨標準體系的持續完善,將進一步推動行業生產工藝優化與產品質量提升,促進高品質關節扭矩傳感器在高端裝備領域的應用普及。
關節扭矩傳感器在多領域均有重要應用,其中工業機器人與服務機器人領域為核心需求端。在工業機器人領域,其可用于機械臂關節、傳送帶驅動關節等部位,監測負載變化與運行狀態,保障作業精度與設備安全;在服務機器人領域,適配人形機器人關節、康復機器人執行機構,實現動作的平穩控制與力度調節;在汽車傳動系統中,用于變速箱、驅動橋關節,輔助優化動力分配;在航空航天裝備與醫療器械領域,則為關鍵關節的精準操控與安全運行提供數據支撐。未來伴隨下游裝備向高精度、智能化方向發展,關節扭矩傳感器的市場需求將持續釋放,應用空間不斷擴展。
我國關節扭矩傳感器主要生產企業包括專注于工業傳感器的科技企業、機器人核心零部件廠商及跨界布局的精密儀器企業,如蘇州綠的諧波傳動科技股份有限公司、上海新時達機器人有限公司、深圳大族激光科技產業集團股份有限公司、寧波柯力傳感科技股份有限公司等。部分企業通過自主研發突破核心技術,掌握彈性元件設計、信號處理算法等關鍵環節,形成了從傳感器研發、生產到配套服務的完整產業鏈,部分產品已實現對進口產品的替代。根據新思界產業研究中心發布的
《2025-2029年全球及中國關節扭矩傳感器行業研究及十五五規劃分析報告》顯示,2024年,中國關節扭矩行業市場規模達到28.34億元。
新思界
行業分析人士表示,關節扭矩傳感器作為高端裝備關節控制與狀態監測的核心部件,其性能直接影響裝備的運行精度與可靠性。未來伴隨下游行業對裝備智能化、自動化要求的提升,市場需求將推動行業發展速度加快。受益于技術研發投入的增加,傳感器在微型化、集成化、抗干擾能力等方面將持續突破,適配更復雜的關節工況;同時,行業標準的完善將進一步規范市場競爭秩序,具備核心技術與規模化生產能力的企業將占據更多市場份額,推動行業向高質量、高附加值方向發展。
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