关节扭矩传感器,指用于检测机械关节转动过程中扭矩大小与变化的传感器,通过感知关节受力产生的形变、应力等物理量,将其转换为可测量的电信号,实现对扭矩参数的精准监测。关节扭矩传感器具备测量精度高、响应速度快、稳定性强、适配多种关节结构等优势,在工业机器人、服务机器人、汽车传动系统、航空航天装备、医疗器械等领域应用广泛。
关节扭矩传感器主要包括应变片式关节扭矩传感器、光学式关节扭矩传感器、磁电式关节扭矩传感器以及电容式关节扭矩传感器等类型。应变片式关节扭矩传感器通过粘贴在弹性元件上的应变片感知形变,结构简单且成本可控,为目前市场主流产品;光学式关节扭矩传感器基于光的干涉、折射原理实现测量,具备抗电磁干扰能力强的特点;磁电式关节扭矩传感器利用电磁感应现象完成信号转换,适用于高转速关节场景;电容式关节扭矩传感器依靠电容变化感知扭矩,灵敏度较高但易受环境干扰。
为规范行业发展,提升产品性能一致性与应用安全性,我国相关部门及行业协会已出台多项关节扭矩传感器相关标准与技术规范,涵盖产品性能指标、检测方法、安装要求、可靠性验证等方面,明确了不同应用场景下传感器的技术参数阈值。未来伴随标准体系的持续完善,将进一步推动行业生产工艺优化与产品质量提升,促进高品质关节扭矩传感器在高端装备领域的应用普及。
关节扭矩传感器在多领域均有重要应用,其中工业机器人与服务机器人领域为核心需求端。在工业机器人领域,其可用于机械臂关节、传送带驱动关节等部位,监测负载变化与运行状态,保障作业精度与设备安全;在服务机器人领域,适配人形机器人关节、康复机器人执行机构,实现动作的平稳控制与力度调节;在汽车传动系统中,用于变速箱、驱动桥关节,辅助优化动力分配;在航空航天装备与医疗器械领域,则为关键关节的精准操控与安全运行提供数据支撑。未来伴随下游装备向高精度、智能化方向发展,关节扭矩传感器的市场需求将持续释放,应用空间不断扩展。
我国关节扭矩传感器主要生产企业包括专注于工业传感器的科技企业、机器人核心零部件厂商及跨界布局的精密仪器企业,如苏州绿的谐波传动科技股份有限公司、上海新时达机器人有限公司、深圳大族激光科技产业集团股份有限公司、宁波柯力传感科技股份有限公司等。部分企业通过自主研发突破核心技术,掌握弹性元件设计、信号处理算法等关键环节,形成了从传感器研发、生产到配套服务的完整产业链,部分产品已实现对进口产品的替代。根据新思界产业研究中心发布的
《2025-2029年全球及中国关节扭矩传感器行业研究及十五五规划分析报告》显示,2024年,中国关节扭矩行业市场规模达到28.34亿元。
新思界
行业分析人士表示,关节扭矩传感器作为高端装备关节控制与状态监测的核心部件,其性能直接影响装备的运行精度与可靠性。未来伴随下游行业对装备智能化、自动化要求的提升,市场需求将推动行业发展速度加快。受益于技术研发投入的增加,传感器在微型化、集成化、抗干扰能力等方面将持续突破,适配更复杂的关节工况;同时,行业标准的完善将进一步规范市场竞争秩序,具备核心技术与规模化生产能力的企业将占据更多市场份额,推动行业向高质量、高附加值方向发展。
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