为何人形机器人离不开六维力传感器？

2025-10-27

电子发烧友网综合报道，在人形机器人从实验室迈向商业化的进程中，六维力传感器就像赋予机器人类似人类触觉的“神经末梢”，是其实现精准交互、动态平衡与安全协作的核心支撑。

六维力传感器的价值

人形机器人双足仿生的结构，让它与环境的交互比传统工业机器人复杂得多。无论是抓取易碎的鸡蛋，还是在不平坦的地面行走，都需要对力和力矩进行实时、精确的感知与反馈，这正是力传感器的核心价值。

六维力传感器能同时测量空间中三个正交方向的力（Fx、Fy、Fz）和绕这三个轴的力矩（Mx、My、Mz），为机器人提供全维度的力学反馈。这种能力使其在以下场景中必不可少：

灵巧操作：在装配、打磨、抛光等任务中，机器人要根据接触力实时调整姿态和力度，避免损坏工件或操作失败。

动态平衡：通过安装在脚踝的六维力传感器感知地面反作用力，机器人可计算零力矩点（ZMP），实现稳定行走，甚至在崎岖路面保持平衡。

安全协作：当人类意外触碰机器人时，六维力传感器能迅速感知外力并触发避让机制，确保人机共融的安全性。

业内普遍认为，一台成熟的人形机器人至少需要4个六维力传感器（双手手腕、双脚脚踝），特斯拉Optimus、小米人形机器人等机型均在手腕、足底等关键部位采用该方案，为人形机器人从简单动作执行向复杂任务处理升级提供了可能。再加上28个关节的力矩传感器，其需求量巨大，单台成本占比高达19%（仅六维力传感器就占比11%），是除执行器外价值最高的核心零部件之一。

六维力传感器发展现状

当前，六维力传感器行业正处于技术指标不断提升与市场格局深度重塑的关键阶段。在性能方面，精度、响应速度与体积控制三大核心指标取得了突破性进展——国产传感器已普遍达到0.1%FS的综合精度，部分高端产品通过航天级解耦算法，将轴间串扰抑制在0.8%以下，同时采样率提升至30kHz，能够捕捉毫秒级的力变化细节，满足人形机器人动态运动中的实时感知需求。

从市场现状来看，美国、日本六维力传感器行业起步较早，占据主要的高端市场——ATI、Epson等企业仍占据较大份额，国外企业合计占国内市场的70%，其中美国ATI占据绝对龙头地位，份额占比达22.4%。近年来国产品牌也开始发力，逐步缩小与国外品牌在测量精度、抗过载等方面的差距。据统计，我国六维力传感器市场规模从2020年的1.81亿元增长至2023年的2.35亿元，预计2025年将超过3亿元。

目前，国产六维力传感器在人形机器人领域进展迅速。代表厂商蓝点触控，其在国内人形机器人6D力传感器市场占有率超过70%，2025年上半年关节力传感器出货7万套，已批量配套智元、小米、优必选、众擎等企业；柯力传感的六维力传感器精度达到±0.1%FS，已向特斯拉Optimus、华为、智元送样，2025年产能为5万套，扩产至20万套的产线正在建设中；宇立仪器是ABB、安川协作臂的6D传感器核心供应商，人形机器人版本将于2025年第二季度批量交付。

未来五年，六维力传感器将沿着“性能极致化、成本平民化、功能智能化、应用场景化”四大方向发展，深度助力人形机器人产业化进程。在技术升级方面，小型化与集成化将持续突破——MEMS工艺的成熟将使传感器体积进一步缩小至传统产品的十分之一，可嵌入手指关节等紧凑空间。

同时，成本下降将成为规模化应用的关键因素。随着自动化产线的普及与标定标准化，国产传感器价格有望从当前的万元级降至千元级，预计2027年单机传感器成本占比将从15%降至5%以下。

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