隨著機器人等新興應用場景的涌現，力傳感器作為感知層的“神經末梢”，其重要性日益凸顯。它能夠實時捕捉并量化機器人與物體接觸時產生的壓力、拉力、扭矩等多維力學信息，從而將“觸覺”從抽象概念轉化為可解析的數據流。

AI時代對力控精度要求的不斷提高，推動力傳感器需求顯著增長。以人形機器人為例，其搭載的力傳感器的數量可達40個以上。其中，六維力傳感器作為當前維度最高的力覺傳感器，提供最全面、最精準的力覺信息。

什么是六維力傳感器

六維力傳感器是一種能夠同步測量物體在三維空間中三個方向力（Fx, Fy, Fz）與三個方向力矩（Mx, My, Mz）的高端傳感器。作為機器人的核心力覺感知單元，它通過實時反饋完整的空間力與力矩信息，為機器人實現精準、柔順與安全的作業提供關鍵數據輸入，其有著三大明顯優勢：

精度更高：耦合誤差可控制在0.5%-5%以內，而采用多個一維傳感器組合解耦，誤差通常超過20%；

結構緊湊：體積小，結構緊湊，單一六維傳感器體積遠小于六個一維傳感器組合；

協調同步：多個一維力傳感器易出現信號不同步問題，而六維力傳感器可同時解算出三個方向的力和力矩，大幅提升系統響應一致性。

以特斯拉人形機器人為例，其配置了14個一維力矩傳感器、14個一維壓力傳感器和4個六維力矩傳感器，僅這三類力傳感器總數就達32個，還尚未包括上肢手指部分的MEMS觸覺傳感器。

當前，六維力傳感器主流技術是電阻式金屬應變片，占據約80%市場份額。其成本主要由應變片以及人工構成，但存在兩大明顯短板：

器件成本高：單六維傳感器需24-96片應變片，物料成本占比超40%；

人工依賴強：貼片、溫度補償、標定等關鍵工序自動化程度低，依賴人工操作。

敏芯MEMS六維力優勢

傳統六維力VS 敏芯六維力

隨著需求持續擴大，MEMS技術有望從上述兩方面實現成本大幅優化。首先，MEMS工藝適合大規模量產，單晶圓可產出上萬片應變片，大大推動了產品小型化及降低成本。同時，單顆MEMS傳感器可同時測量三個軸上的力（Fx，Fy，Fz）與力矩(Mx，My，Mz)，特別適合集成于靈巧手手腕與指尖，賦予機器人更精細的力度調節與動作控制能力。此外，MEMS技術的批量制造特性與結構設計，有助于實現更優的解耦效果與更高精度。

單芯片全維度力/力矩同步測量（Fx/Fy/Fz/Mx/My/Mz）為機器人帶來兩大核心增益：

空間適配性強：毫米級尺寸可嵌入指尖、腕部等微空間，實現精細力控（如0.1N級抓握調節）；

性能大幅躍遷：半導體工藝帶來更高信噪比與帶寬（>1kHz），結合批量制造特性，實現更優解耦精度與成本效益。

相較于傳統的六維力，MEMS六維力具備如下優勢：

尺寸和重量：體積更小、重量更輕，可實現指尖級集成；

標定工藝：校準步驟減少約90%，極大簡化安裝流程；

測量精度：與傳統方案處于同一數量級，性能表現相當；

成本：傳感器總成本可降低約95%，為大規模應用奠定基礎。

1、產品優勢

更少的校準點：僅需極少數據點即可達到相當精度（如：傳統系統需53,441個數據點，而MEMS僅需243個）

更簡化的校準配置：傳感器耦合程度降低與高度一致性，顯著減少了對復雜夾具或多軸加載設備的需求。

更快的校準速度：簡化的數據采集流程，縮短校準時間，提高吞吐量并降低成本。

2、產品介紹

1)產品特點

實時測量三軸力+三軸力矩

MEMS+金屬結構：兼具精密傳感與堅固機械穩定性

智能處理：內置AFE并預載補償算法，輸出潔凈解耦信號

直接SPI輸出：高分辨率、低延遲數字數據

超緊湊輕量化：適用于機器人夾爪與可穿戴設備等指尖級應用

2）產品指標

尺寸：Φ9.6(W)×9.0(H)mm

量程：50N，0.5N*m

耐負載：200N，1.8N*m

絕對精度：5%FS

自研技術奠定發展基石

發明專利《六軸力傳感器及其制造方法》專利號：ZL 202411375360.X, 其基于MEMS技術的六維力傳感器，可實現單芯片全維度力/力矩同步測量（Fx/Fy/Fz/Mx/My/Mz）。此專利技術在六軸力傳感器的結構設計和組裝過程中得到了有效驗證，為六軸力傳感器的小型化、批量制造和高精度，提供了基礎性的研究和可行性驗證。

面對呼嘯而來的AI時代，敏芯股份將高舉“對標國際先進標準、深耕高端產品賽道”的發展戰略，持續強化自主研發，進一步推動高性能傳感器的技術迭代與產業應用。目前，敏芯股份正在加快推進六維力傳感器、機器人用IMU以及手套型壓力與溫度傳感器等項目研發，以先進的MEMS技術為機器人行業提供卓越、可靠的解決方案，攜手客戶共創智能化未來。