電子發(fā)燒友網(wǎng)綜合報(bào)道 “訂單排到了數(shù)月后，客戶天天追著要貨，尤其是人形機(jī)器人用的六維力傳感器，熱度超出想象！”近期，南寧宇立儀器有限公司銷售總監(jiān)秦德茂道出了這樣的“甜蜜煩惱”。

走進(jìn)位于南寧高新區(qū)的廠房，精加工車間內(nèi)數(shù)十臺(tái)機(jī)器飛速運(yùn)轉(zhuǎn)，傳感器原料被精細(xì)切割，火花迸發(fā)；另一車間里，工人們?nèi)找冠s工，進(jìn)行元器件的裝配、封裝與測(cè)試。沒有“高大上”的廠區(qū)環(huán)境，沒有“未來工廠”的酷炫模樣，這家看似普通的民營(yíng)企業(yè)，正創(chuàng)造著令業(yè)界驚嘆的成績(jī)：宇立儀器生產(chǎn)的六維力傳感器已占據(jù)國(guó)內(nèi)20%-30%、全球12.2%的市場(chǎng)份額，產(chǎn)品遠(yuǎn)銷50多個(gè)國(guó)家和地區(qū)，用戶包括ABB、KUKA等工業(yè)機(jī)器人國(guó)際巨頭。

機(jī)器人的“感官神經(jīng)”：懂分寸、知輕重的奧秘

六維力傳感器是目前維度最高、力覺信息反饋?zhàn)钊?、技術(shù)難度最大的力覺傳感器，能同時(shí)測(cè)量三個(gè)方向的力和三個(gè)方向的力矩，提供最完整的力覺信息。簡(jiǎn)單來說，這就像人手抓取物體，需要通過觸覺或力覺判斷是否抓住、抓牢。六維力傳感器好比機(jī)器人的“感官神經(jīng)”——裝在機(jī)器人“手腕”上，能讓機(jī)器人懂得輕拿輕放；裝在“腳踝”處，可助力機(jī)器人實(shí)現(xiàn)穩(wěn)健行走。

在人形機(jī)器人領(lǐng)域，六維力傳感器已成為高性能人形機(jī)器人的標(biāo)配。例如，優(yōu)必選的人形機(jī)器人產(chǎn)品均配備4個(gè)六維力傳感器，分布在手腕和腳踝處；智元機(jī)器人的遠(yuǎn)征A2-W配備7自由度雙臂，配合六維力傳感器，能夠精準(zhǔn)執(zhí)行多種力控任務(wù)。

六維力傳感器的工作原理基于精密的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。傳感器內(nèi)部設(shè)有精密的受力梁結(jié)構(gòu)，一旦受到外力作用，就會(huì)產(chǎn)生極其微小的形變。應(yīng)變片作為敏感元件，能捕捉到這些細(xì)微形變，并將其轉(zhuǎn)換為電信號(hào)輸出，進(jìn)而映射出力的大小。

打破壟斷：從依賴進(jìn)口到全球?qū)?biāo)

曾幾何時(shí)，國(guó)內(nèi)六維力傳感器市場(chǎng)被國(guó)外品牌壟斷，一個(gè)傳感器單元售價(jià)達(dá)十幾萬到二十萬元，一臺(tái)機(jī)器人往往需要多臺(tái)配置，這成為制約中國(guó)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展的“卡脖子”難題。六維力傳感器的技術(shù)壁壘極高，并非三個(gè)一維力傳感器和三個(gè)扭矩傳感器的簡(jiǎn)單結(jié)構(gòu)疊加。有專家表示，六維力傳感器的技術(shù)難度是一維力傳感器的“六次方”。

這種傳感器的核心技術(shù)包括解耦方法、六維聯(lián)合加載標(biāo)定檢測(cè)系統(tǒng)、降低零點(diǎn)漂移和溫度漂移等。其中，結(jié)構(gòu)解耦存在加工難度高、不易實(shí)現(xiàn)、成本較高等問題；算法解耦種類較多，各有優(yōu)劣，尚未形成統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)。宇立儀器從汽車碰撞力傳感器領(lǐng)域起步，是國(guó)內(nèi)唯一具備汽車碰撞假人多軸力傳感器生產(chǎn)能力的企業(yè)，此后逐步拓展至工業(yè)機(jī)器人多維力傳感器研發(fā)，積累了雄厚的技術(shù)儲(chǔ)備。隨著人形機(jī)器人市場(chǎng)爆發(fā)，該企業(yè)憑借技術(shù)優(yōu)勢(shì)迅速切入賽道。

如今，宇立儀器實(shí)現(xiàn)了關(guān)鍵技術(shù)突破：產(chǎn)品在性能、使用壽命上已與國(guó)際品牌旗鼓相當(dāng)，價(jià)格卻大幅降低，讓更多企業(yè)“用得上、用得起”?！爸袊?guó)傳感器的崛起，不僅讓我們?cè)谌蚴袌?chǎng)擁有了話語權(quán)，更推動(dòng)整個(gè)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)百花齊放?！鼻氐旅毖?，這也是近年來中國(guó)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)“大爆發(fā)”的重要原因之一。

從市場(chǎng)規(guī)模來看，2023年中國(guó)六維力傳感器市場(chǎng)規(guī)模為2.35億元，同比增長(zhǎng)14.3%。受下游行業(yè)應(yīng)用尚不成熟影響，市場(chǎng)整體規(guī)模仍較小。但據(jù)預(yù)測(cè)，到2030年，市場(chǎng)規(guī)模有望突破百億元。除人形機(jī)器人外，六維力傳感器在工業(yè)自動(dòng)化、汽車制造、航空航天等領(lǐng)域也有廣泛應(yīng)用。目前，工業(yè)自動(dòng)化是其最大應(yīng)用市場(chǎng)，占比超過75%；汽車領(lǐng)域次之，占比7.6%。

隨著機(jī)器人操作向精細(xì)化方向發(fā)展，六維力傳感器正加速向“小而精”進(jìn)化。在宇立車間，厚度僅9.2毫米的傳感器已不算新鮮，研發(fā)人員比劃著介紹：“我們最小的傳感器直徑只有6毫米，像一顆黃豆那么大，達(dá)到世界領(lǐng)先水平?！蔽磥?，宇立儀器還將持續(xù)攻關(guān)，研發(fā)更小、更精密的六維力傳感器。這顆誕生于南寧的“感官神經(jīng)”，正帶著中國(guó)智造的底氣，在全球機(jī)器人產(chǎn)業(yè)的浪潮中，書寫從“跟跑”到“領(lǐng)跑”的新篇章。