六维力传感器

力传感器的测量对象是力，并将力量值转换为相关电信号，包括张力、拉力、压力、重量、 扭矩、内应力和应变等力学量。

六维力传感器是一种特殊的力传感器，能够同时测量中性坐标系（Oxyz）内的三 个力（Fx、Fy、Fz）和三个矩（Mx、My、Mz）。六维力传感器主要用于人形机 器人的手腕、脚踝、腰部等受力复杂的核心关节处，在人形机器人双脚着地、 手部抓取及弯腰等场景中、通过检测在空间作用的三个维度的力和矩信息，从 而对机械臂的受力进行精密测量与控制，实现复杂的运动能力。

六维力传感器也是维度最高的力觉传感器。六维传感器可同时测量沿三个坐标轴方向的力和绕三个坐标 轴方向的力矩，给出最为全面的力觉信息，其技术难度和使用难度都比较大。如果力的作用点离传感器 标定参考点的距离较远，且随机变化，测量精度要求较高，一定需要采用六维力传感器，不仅可获得力 的信息，同时可获得内部受力姿态，多应用于机器人手腕，便于抓取。

◆ 六维传感器国产技术尚未完全突破，价格高昂。六维传感器软硬件均存在难点，仅个别厂商可以国产化 但精度仍与进口存在差异：1）难以解决对所测力分量敏感的单调性和一致性问题；2）无法解决因结构 加工和工艺误差引起的维间干扰问题、动静态标定问题；3）矢量运算中的解耦算法建模困难；4）电路 实现困难。目前六维传感器价格2-5万/个，后续国产化+规模化后降价空间大。

以Optimus为例，约需要14个力传感器、14个力矩传感器和4个六维力传感器，在人形机器人的腕部和踝部均需配备一个六维力传感器。

2023年中国六维力传感器市场中，国产厂商份额约占30%。在国家政策支持及数年技术追赶下，国产六维力传感器厂商已进入业内第一梯队，部分产品成为行业标杆。目前宇立仪器、蓝点触控和坤维科技进入第一梯队行列，产品性能、批量化生产能力和市占率均处于行业前列。柯力传感和昊志机电等上市企业均在加大行业投入。力学测试领域的领军企业东华测试在力传感器领域具备自主可控的核心技术。未来国产企业在六维力传感器市场的份额有望继续提升，并主导产品的降本普及和在人形机器人中的导入。