一文熟悉人形机器人感知系统核心元件：六维力传感器

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一文熟悉人形机器人感知系统核心元件：六维力传感器

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https://xueqiu.com/2370462560/304169086

随着机器人技术的快速发展，力传感器作为机器人感知系统的核心元件，其重要性日益凸显。本文将详细介绍力传感器的定义、分类、产业链，重点阐述六维力传感器的核心参数、关键技术及其在人形机器人中的应用场景。同时，文章还将分析六维力传感器的成本构成和市场格局，帮助读者全面了解这一关键技术的发展现状和未来趋势。

力传感器定义与分类

力传感器是一种检测和度量力/力矩的装置，它能够将作用在其上的力转换为电信号或其他形式的信号，以便于信息的收集、传输、处理、分析和显示。力传感器主要包括本体单元和应变/形变检测系统两大部分，由力敏元件、转换元件和信号处理单元等具体元件组成。

力传感器按测量维度可分为一维至六维，其中六维力传感器能够同时测量三个正交力和三个正扭矩，适用于需要精确控制和感知复杂交互力的应用。根据测量原理不同，力传感器可以分为光电式、应变式、电容式、压电式等类型。

六维力传感器核心参数及关键技术

六维力传感器的主要性能参数包括：量程、过载能力、分辨率、重复精度、串扰、准度等。关键技术主要集中在技术实现、性能优化、应用集成等方面，具体包括动态响应能力、全方位机械过载保护、温度漂移和稳定性控制、多通道信号处理、交叉干扰和耦合误差、标定和校准技术等。

六维力传感器适用于人形机器人的手腕、脚踝、灵巧手等部位

在人形机器人中的应用场景

当前，六维力传感器被广泛应用于汽车行业的碰撞测试、轮毂、座椅等零部件测试以及航空航天飞行器、生物力学、医疗领域、科研实验、机器人与工业自动化等众多科技领域。在人形机器人中，六维力传感器通常安装在手腕、脚腕、足底或手部，以提升手部操作的灵活性以及脚部行走的稳定性。

六维力传感器成本分析

六维力传感器成本构成包括材料、制造和人工成本，其中超 50%的成本来自于应变片和人工加工成本。单个六维力矩传感器应变片的成本在 5000-6000 元。在人形机器人量产加速、降价迫切的预期下，六维力传感器或将迎来降价潮。

一种高精度六维力传感器的爆炸图，材料成本中应变片占比高

六维力传感器市场格局及典型企业

目前，国产六维力传感器与外资主流产品在精准度方面已基本对齐，但在灵敏度、串扰、抗过载能力及维间耦合误差等方面仍存在差距。从国内市场来看，六维力传感器市场集中度较高，CR5 占比超过 50%。其中 ATI（美国）占据绝对龙头地位，份额占比为 22.4%，其次是宇立仪器（中国）占比 12.2%、Epson（日本）占比 6.4%、蓝点触控（中国）占比 4.8%、坤维科技（中国）占比 4.7%。