六维力传感器站在力觉传感器顶端如何成就机器人的超敏感触觉

  之前看到过一个视频，在圈内比较火热。在一个机器人研究实验室内，一条机械臂轻轻抓起一枚“生鸡蛋”，平稳的递送到另外一条机械臂手里，鸡蛋完好无损。表面看这一个动作很简单，但我们跳出人类思维，站在物理角度思考，就会感觉到这是一项机器人技术领域的巨大挑战。怎么样才能让机器人感知力的大小和方向，实现类人的精细触觉？

  这就不得不提到六维力传感器的核心能力了，其作为维度最高的力觉传感器，可以同时测量三个方向的力和力矩，成为机器人的“超敏感触觉神经”。

  国内做的比较好的企业，蓝点触控在过去三年实现了连续性的出售的收益翻倍，在人形机器人六维力传感器领域的国内市场占有率突破70%。我们正见证中国力传感器产业从“技术以来”走向“自主创新”的战略转型。

  随着人形机器人从实验室走向商业化应用，六维力传感器的市场需求将呈现指数级增长。 国内企业凭借对本土场景的深度理解、快速迭代的开发能力和成本优势，将在全球市场中占据逐渐重要的位置

  六维力传感器的技术壁垒极高，业内常用“难度相当于一维传感器的六次方”来形容其复杂程度。这种复杂性主要来自于四个方面：结构设计、解耦算法、联合标定和生产工艺。

  在性能指标上，六维力传感器主要是通过串扰、精度和准度三大指标进行评价。串扰指各维度信号间的交叉干扰，目前国内领先企业的产品串扰已能优于1/10000，达到国际先进水平。

  精度方面，以蓝点触控维力，其产品普遍做到0.3%FS，人形机器人专用六维力传感器精度更是达到0.1%FS的高水平。

  结构设计是核心挑战。弹性体一定要通过有限元分析优化形状，常见的十字梁结构需要平衡刚度和灵敏度。新材料和创新结构不断涌现。

  解耦算法是另一大技术瓶颈。一定要通过软件算法消除六维信号间的干扰，非线性算法如BP神经网络精度高但计算复杂。

  六维力传感器最早系统化应用于航空航天领域，用于测量飞行器在风洞试验及飞行过程中的空气动力学特性。如今，其应用已扩展到工业机器人、医疗设施、汽车测试等多个领域。

  在工业领域，六维力传感器使机器人能完成打磨、抛光、装配等需要力控的作业。在医疗领域，手术机器人通过六维力传感器提供力反馈，辅助医生完成微创手术。汽车测试中，六维力传感器用于评估转向系统、刹车踏板的多维力学性能。

  真正让六维力传感器迎来爆发性增长的，是人形机器人产业的兴起。人形机器人需要更为复杂的环境交互能力，力觉感知成为其从“自动化”迈向“智能化”的关键。

  据IDC报告，2024年中国人形机器人商用销售出货量约2000台，超出行业预期。蓝点触控CEO刘吴月预估，按照当前趋势，2025年人形机器人出货量有可能达到10000台以上。

  每个人形机器人常常要在手腕、脚踝处安装4个六维力传感器，并在28个关节安装关节力矩传感器。这在某种程度上预示着，每增加1万台人形机器人，将带来至少4万台六维力传感器的需求。

  长期以来，六维力传感器高端市场被国际大品牌垄断。近年来，随着国内企业突破算法与应变结构设计等关键技术，国产传感器在关键指标上已能赶超进口产品。

  国产替代进程明显加速。2023年，国产六维力传感器在国内市场的份额达到32.1%，较2020年提升13个百分点。在细致划分领域，领先企业已占据主导地位，如蓝点触控在机器人关节力传感器方面，2025年上半年出货量超过7万套，占国内总出货量的95%以上。

  国产企业能快速崛起，一方面得益于技术积累，另一方面在于对本土市场的深度理解。蓝点触控创始人刘吴月指出：“中国航空航天研究六维力传感器已经有70多年的积累，我们核心团队来自航天领域，相当于站在巨人的肩膀上发展。”

  成本控制也是国产企业的重要优势。通过技术方案改进、自动化生产的基本工艺提升和规模效应，国内企业大幅度降低了六维力传感器的成本，使其从过去的高端设备走向规模化应用。

  面对人形机器人产业的爆发，六维力传感器需要在性能提升和成本控制之间找到平衡。当前优质厂商正通过结构创新、工艺升级和设备开发三大路径实现提质降本。

  结构设计创新是提升性能的关键。工艺升级是减少相关成本的重要路径。传统金属应变片需人工贴片，一致性相对差一些；而硅应变片和玻璃微熔工艺结合可实现自动化生产。蓝点触控通过自动化生产的基本工艺改进，提高了生产效率，保障了高良品率。

  随着人形机器人产业的加快速度进行发展，六维力传感器正朝着微型化、智能化和系统化方向演进。

  微型化是明显趋势。例如蓝点触控的传感器重量相比原来降低80%以上、体积降低90%以上，让合作方能够在几乎“无感”的情况下植入力传感功能。这种微型化趋势适应了人形机器人对紧凑结构的需求。

  产业链生态正在重构。传统模式下，传感器厂商单纯销售硬件；而现在，领先企业更注重构建涵盖硬件、软件和服务的一体化解决方案。蓝点触控将客户的真实需求响应周期从定制化的6-8周，降低到3-4周，展现出卓越的敏捷开发能力。

  下游应用场景的爆发逐步推动产业链成熟。据GGII预测，到2030年，人形机器人领域六维力传感器的市场规模将达138亿元，单价有望从当前的1-2万元降至千元级。

  未来五年，随着人形机器人从实验室走向商业化应用，六维力传感器的市场需求将呈现指数级增长。国内企业凭借对本土场景的深度理解、快速迭代的开发能力和成本优势，将在全球市场中占据逐渐重要的位置。

  技术的进步永无止境。下一代六维力传感器或将集成更多的智能功能，实现自我诊断、自动校准和自适应学习。形成具备边缘计算能力的智能节点。

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