国产六维力传感器：从“卡脖子”到全球领跑

电子发烧友网综合报道 “订单排到了数月后，客户天天追着要货，尤其是人形机器人用的六维力传感器，热度超出想象！”近期，南宁宇立仪器有限公司销售总监秦德茂道出了这样的“甜蜜烦恼”。

走进位于南宁高新区的厂房，精加工车间内数十台机器飞速运转，传感器原料被精细切割，火花迸发；另一车间里，工人们日夜赶工，进行元器件的装配、封装与测试。没有“高大上”的厂区环境，没有“未来工厂”的酷炫模样，这家看似普通的民营企业，正创造着令业界惊叹的成绩：宇立仪器生产的六维力传感器已占据国内20%-30%、全球12.2%的市场份额，产品远销50多个国家和地区，用户包括ABB、KUKA等工业机器人国际巨头。

机器人的“感官神经”：懂分寸、知轻重的奥秘

六维力传感器是目前维度最高、力觉信息反馈最全面、技术难度最大的力觉传感器，能同时测量三个方向的力和三个方向的力矩，提供最完整的力觉信息。简单来说，这就像人手抓取物体，需要通过触觉或力觉判断是否抓住、抓牢。六维力传感器好比机器人的“感官神经”——装在机器人“手腕”上，能让机器人懂得轻拿轻放；装在“脚踝”处，可助力机器人实现稳健行走。

在人形机器人领域，六维力传感器已成为高性能人形机器人的标配。例如，优必选的人形机器人产品均配备4个六维力传感器，分布在手腕和脚踝处；智元机器人的远征A2-W配备7自由度双臂，配合六维力传感器，能够精准执行多种力控任务。

六维力传感器的工作原理基于精密的结构设计。传感器内部设有精密的受力梁结构，一旦受到外力作用，就会产生极其微小的形变。应变片作为敏感元件，能捕捉到这些细微形变，并将其转换为电信号输出，进而映射出力的大小。

打破垄断：从依赖进口到全球对标

曾几何时，国内六维力传感器市场被国外品牌垄断，一个传感器单元售价达十几万到二十万元，一台机器人往往需要多台配置，这成为制约中国机器人产业发展的“卡脖子”难题。六维力传感器的技术壁垒极高，并非三个一维力传感器和三个扭矩传感器的简单结构叠加。有专家表示，六维力传感器的技术难度是一维力传感器的“六次方”。

这种传感器的核心技术包括解耦方法、六维联合加载标定检测系统、降低零点漂移和温度漂移等。其中，结构解耦存在加工难度高、不易实现、成本较高等问题；算法解耦种类较多，各有优劣，尚未形成统一标准。宇立仪器从汽车碰撞力传感器领域起步，是国内唯一具备汽车碰撞假人多轴力传感器生产能力的企业，此后逐步拓展至工业机器人多维力传感器研发，积累了雄厚的技术储备。随着人形机器人市场爆发，该企业凭借技术优势迅速切入赛道。

如今，宇立仪器实现了关键技术突破：产品在性能、使用寿命上已与国际品牌旗鼓相当，价格却大幅降低，让更多企业“用得上、用得起”。“中国传感器的崛起，不仅让我们在全球市场拥有了话语权，更推动整个机器人产业百花齐放。”秦德茂直言，这也是近年来中国机器人产业“大爆发”的重要原因之一。

从市场规模来看，2023年中国六维力传感器市场规模为2.35亿元，同比增长14.3%。受下游行业应用尚不成熟影响，市场整体规模仍较小。但据预测，到2030年，市场规模有望突破百亿元。除人形机器人外，六维力传感器在工业自动化、汽车制造、航空航天等领域也有广泛应用。目前，工业自动化是其最大应用市场，占比超过75%；汽车领域次之，占比7.6%。

随着机器人操作向精细化方向发展，六维力传感器正加速向“小而精”进化。在宇立车间，厚度仅9.2毫米的传感器已不算新鲜，研发人员比划着介绍：“我们最小的传感器直径只有6毫米，像一颗黄豆那么大，达到世界领先水平。”未来，宇立仪器还将持续攻关，研发更小、更精密的六维力传感器。这颗诞生于南宁的“感官神经”，正带着中国智造的底气，在全球机器人产业的浪潮中，书写从“跟跑”到“领跑”的新篇章。