【导语】AI 时代，机器人等新兴应用场景涌现，力传感器重要性凸显，其中六维力传感器作为高端力觉传感器，为机器人精准作业提供关键数据。当前主流电阻式六维力传感器成本高、依赖人工，而敏芯 MEMS 六维力传感器尺寸小、精度高、成本低，优势显著，其自研专利技术更助力发展。敏芯股份将强化研发，推动高性能传感器迭代应用，共创智能化未来 。
随着机器人等新兴应用场景的涌现，力传感器作为感知层的“神经末梢”，其重要性日益凸显。它能够实时捕捉并量化机器人与物体接触时产生的压力、拉力、扭矩等多维力学信息，从而将“触觉”从抽象概念转化为可解析的数据流。
AI时代对力控精度要求的不断提高，推动力传感器需求显著增长。以人形机器人为例，其搭载的力传感器的数量可达40个以上。其中，六维力传感器作为当前维度最高的力觉传感器，提供最全面、最精准的力觉信息。
什么是六维力传感器
六维力传感器是一种能够同步测量物体在三维空间中三个方向力（Fx, Fy, Fz）与三个方(fāng)向力矩（Mx, My, Mz）的高端传感器。作为机器人的核心力觉感知单元，它通过实时反馈完整的空间力与力矩信息，为机器人实现精准、柔顺与安全的作业提供关键数据输入，其有着三大明显优势：
精度更高：耦合误差可控制在0.5%-5%以内，而采用多个一维传感器组合解耦，误差通常超过20%；
结构紧凑：体积小，结构紧凑，单一六维传感器体积远小于六个一维传感器组合；
协调同步：多个一维力传感器易出现信号不同步问题，而六维力传感器可同时解算出三个方向的力和力矩，大幅提升系统响应一致性。
以特斯拉人形机器人为例，其配置了14个一维力矩传感器、14个一维压力传感器和4个六维力矩传感器，仅这三类力传感器总数就达32个，还尚未包括上肢手指部分的MEMS触觉传感器。
当前，六维力传感器主流技术是电阻式金属应变片，占据约80%市场份额。其成本主要由应变片以及人工构成，但存在两大明显短板：
器件成本高：单六维传感器需24-96片应变片，物料成本占比超40%；
人(rén)工(gōng)依(yī)赖(lài)强(qiáng)：贴(tiē)片(piàn)、温(wēn)度(dù)补(bǔ)偿(cháng)、标(biāo)定(dìng)等(děng)关键工(gōng)序(xù)自(zì)动(dòng)化(huà)程(chéng)度(dù)低(dī)，依(yī)赖(lài)人(rén)工(gōng)操(cāo)作(zuò)。
敏(mǐn)芯(xīn)MEMS六(liù)维(wéi)力(lì)优(yōu)势(shì)
传(chuán)统(tǒng)六(liù)维(wéi)力(lì)VS 敏(mǐn)芯(xīn)六(liù)维(wéi)力(lì)
随(suí)着(zhe)需(xū)求(qiú)持(chí)续(xù)扩(kuò)大(dà)，MEMS技(jì)术(shù)有望从上述两方面实现成本大幅优化。首先，MEMS工艺适合大规模量产，单晶圆可产出上万片应变片，大大推动了产品小型化及降低成本。同时，单颗MEMS传感器可同时测量三个轴上的力（Fx，Fy，Fz）与力矩(Mx，My，Mz)，特别适合集成于灵巧手手腕与指尖，赋予机器人更精细的力度调节与动作控制能力。此外，MEMS技(jì)术(shù)的批量制造特性与结构设计，有助于实现更优的解耦效果与更高精度。
单芯片全维度力/力矩同步测量（Fx/Fy/Fz/Mx/My/Mz）为机器人带来两大核心增益：
空间适配性强：毫米级尺寸可嵌入指尖、腕部等微空间，实现精细力控（如0.1N级抓握调节）；
性能大幅跃迁：半导体工艺带来更高信噪比与带宽（>1kHz），结合批量制造特性，实现更优解耦精度与成本效益。
相较于传统的六维力，MEMS六维力具备如下优势：
尺寸和重量：体积更小、重量更轻，可实现指尖级集成；
标定工艺：校准步骤减少约90%，极大简化安装流程；
测量精度：与传统方案处于同一数量级，性能表现相当；
成本：传感器总成本可降低约95%，为大规模应用奠定基础。
1、产品优势
更少的校准点：仅需极少数据点即可达到相当精度（如：传统系统需53,441个数据点，而MEMS仅需243个）
更简化的校准配置：传感器耦合程度降低与高度一致性，显著减少了对复杂夹具或多轴加载设备的需求。
更快的校准速度：简化的数据采集流程，缩短校准时间，提高吞吐量并降低成本。
2、产品介绍
1)产品特点
实时测量三轴力+三(sān)轴(zhóu)力(lì)矩(ju)
MEMS+金属结构：兼具精密传感与坚固机械稳定性
智能处理：内置AFE并预载补偿算法，输出洁净解耦信号
直接SPI输出：高分辨率、低延迟数字数据
超紧凑轻量化：适用于机器人夹爪与可穿戴设备等指尖级应用
2）产品指标
尺寸：Φ9.6(W)×9.0(H)mm
量程：50N，0.5N*m
耐负载：200N，1.8N*m
绝对精度：5%FS
自研技术奠定发展基石
发明专利《六轴力传感器及其制造方法》专利号：ZL 202411375360.X, 其基于MEMS技术的六维力传感器，可实现单芯片全维度力/力矩同步测量（Fx/Fy/Fz/Mx/My/Mz）。此专利技术在六轴力传感器的结构设计和组装过程中得到(dào)了(le)有(yǒu)效验证，为六轴力传感器的小型化、批量制造和高精度，提供了基础性的研究和可行性验证。
面对呼啸而来的AI时代，敏芯股份将高举“对标国际先进标准、深耕高端产品赛道”的发展战略，持续强化自主研发，进一步推动高性能传感器的技术迭代与产业应用。目前，敏芯股份正在加快推进六维力(lì)传(chuán)感(gǎn)器(qì)、机(jī)器(qì)人(rén)用(yòng)IMU以(yǐ)及(jí)手(shǒu)套(tào)型(xíng)压(yā)力(lì)与(yǔ)温(wēn)度(dù)传(chuán)感(gǎn)器(qì)等(děng)项(xiàng)目(mù)研(yán)发(fā)，以(yǐ)先(xiān)进(jìn)的(de)MEMS技(jì)术(shù)为(wèi)机(jī)器(qì)人(rén)行(xíng)业(yè)提(tí)供(gōng)卓(zhuō)越(yuè)、可(kě)靠(kào)的(de)解(jiě)决(jué)方(fāng)案(àn)，携(xié)手(shǒu)客(kè)户共创智能化未来。
