2025-05-15 机器人也有“第六感”？揭秘六维力传感器的超能力！

作者：韩卓洋 出品：机器人产业应用

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前言

过去我们讲人工智能，谈的是大脑。今天我们谈具身智能（Embodied AI），则关乎“让 AI 拥有身体”，能像人一样，动起来、感知到、做出反馈。

在这个过程中，一个听上去不起眼、但实际非常关键的部件，开始频繁被提到——六维力传感器。它不像摄像头那样直观，却是决定人形机器人能否走稳、站住、抓准的核心之一。

01

什么是六维力传感器？它的主要作用是什么？

六维力传感器，说白了，就是一个能感知“用了多大力”和“用力方向”的传感器。它可以同时检测：

(1)三个方向的力（前后、左右、上下）；

(2)三个方向的力矩（旋转扭力，比如“拧”或“扭”的感觉）。

就像人用手拧瓶盖、搬箱子时，不光知道“有没有力”，还知道“力从哪来、怎么施加”。机器人要想做到这一步，就得靠六维力传感器提供实时反馈。

| 六维力传感器拆解实物图

02

那机器人为什么需要这个？

举个简单的例子：

没有它，机器人拿起一个鸡蛋，它不知道自己有没有夹破；行走时脚踩偏了，它也不知道力有没有偏到一边，是否该调姿；做装配工作时，它不知道什么时候“刚好对齐”可以停下。

有了它，机器人能判断是否稳重、抓力是否适中、需不需要调姿；才能实现所谓的“力控”——边操作边感知、边感知边调整。

所以说，六维力传感器是机器人“力觉”的来源，是人形机器人感知身体状态的基础。

03

在人形机器人里，六维力传感器都用在哪？

简单来说，它让机器人不仅“动得起来”，而且“动得对”。

04

在整机系统中，六维力传感器到底“值几分”？

尽管六维力传感器不是整机中最昂贵的部件，但它的“地位”远高于“份额”。以下是目前业内普遍适用的比例估算数据：

2023年全球六维力传感器市场规模约为6.5亿美元，预计到2026年将突破10亿美元，年均复合增长率保持在12%-15%之间。其中，工业机器人市场需求占比约60%，医疗、科研、教育机器人占比约25%，人形/仿生机器人及新兴具身智能设备约15%，但增长速度最快。

其驱动因素众多，主要有：协作机器人普及对“力控能力”的刚需，智能制造加速推动机器人走向精密装配、打磨等高难度场景，AI训练平台、仿人机器人需求带动研发型传感器持续增长。

05

技术派系大扫盲——四种主流路线，撑起六维力觉的硬核感知

六维力传感器的发展已形成相对成熟的技术体系，目前市场上的技术路线大致可分为以下几类：

最常见的是应变片式，它就像在传感器里贴了一些“金属小贴片”，用来感受微小的变形，非常成熟、测得准，是工业和科研里的老牌选手；

光纤式用的是光纤，感知的是光线弯曲后的变化，好处是不怕电磁干扰，特别适合那种环境复杂的地方；

压电式的原理有点像“受力发电”，材料一受力就自己产生电信号，反应特别快，适合抓动态的、变化快的力；

而最新潮的是MEMS微结构式，它是在超小的芯片上集成感应元件，小巧又便宜，适合轻量级的机器人，比如那种陪人协作的小助手。

| 海伯森HPS-FT系列 六维力传感器 （MEMS原理）

这四大路线，就像感知力觉的“四大门派”，各有专长，一起撑起了六维力传感技术的“江湖”。

06

谁在掌舵机器人“力觉”的全球航线？

国际三巨头 vs. 国产新势力

在六维力传感器领域，全球市场目前仍由国际头部企业占据主导地位。像ATI、Schunk 和Robotiq等厂商，依托多年技术积累和广泛的全球客户基础，在工业机器人、手术设备和高精科研等高端场景中拥有稳定优势。

相比之下，国内企业虽然起步稍晚，但近年来发展迅猛。以柯力、坤维科技、神源生智能等为代表的本土厂商，逐步在协作机器人、教育科研、仿生仿人等细分领域实现突破，产品类型也从基础测量逐步延伸到集成模组和智能末端。

整体来看，国外企业侧重于高精度、高稳定性的成熟应用，而国内厂商则在轻量化、定制化和性价比方面具备灵活优势。随着国产技术的持续提升和市场需求的多元化，未来“国际主导+国产加速追赶”的竞争格局将更加明显，多场景、多层级的力觉传感市场也将进一步打开。

国际头部品牌：

国内优质企业：

07

从手腕到脚底，六维力传感器如何武装一台“有感知的身体”？

7.1

「手腕的第七感」

末端力觉是机器人“抓稳”的关键 

抓得稳，才能做得巧：如果把机器人看作一个“有触感的身体”，那么安装在手腕末端的六维力传感器就是它的“手神经”——直接感知握力是否过大、物体是否滑落、是否触碰障碍。这一层感知，决定了机器人是否能“稳稳抓住东西”。这类传感器适合：轻载协作机器人、精密装配、抓取实验平台。

| Robotiq的FT 300-S传感器

| 安装在机器人上配合控制力控

Robotiq的FT 300-S是典型“开箱即用”传感器，适配UR等主流协作机器人。国产如新晶诚推出的力控模组，已集成在多家协作机器人厂商（如节卡、艾利特、天太等）的末端模块中，主要应用于电子元件插装、柔性打磨、3C组装与教育演示平台。

7.2

「从‘站稳’到‘走对’」

脚底力觉是仿生机器人迈步的前提

在仿生机器人领域，想让“机器腿”走得稳、走得准，离不开脚底的“力觉”支持。所谓“从站稳到走对”，说的正是机器人不仅要在各种地形上保持平衡，更要学会根据地面反馈调整步态。这就需要高灵敏的足底力传感器来感知每一步的受力情况。

代表公司：

(1)深圳速腾聚创公司（FS-3D）

(2)南京神源生公司（定制足底传感模块）

(3)ATI（Nano17系列，常用于仿生脚掌实验平台）

这类传感器适合：双足/四足机器人、步态学习系统、越障控制模块。

| 力传感器FS-3D放置于机器人足部

比如，速腾聚创的FS-3D传感器就被安装在其四足机器人“天狼星”的脚底，实时监测每只脚的着地情况，帮助它在崎岖地形中行走如常。通过这些“脚底的感觉”，仿生机器人才能真正迈出协调、稳健的一步。神源生的定制模块则被用于中科院机器人所的仿人足部平台和部分高校的人形机器人教学系统，支撑步态控制与地面反馈建模实验。

7.3

「连接处的沉默守卫」

机械臂基座的“内感”力量

在机器人的各个“关节连接”处，六维力传感器，它们就像“沉默的守卫”，时刻感知内部的受力变化，保障机器人动作的精准与安全。无论是工业臂的基座，还是仿生机器人的“脚踝”，这些传感器负责采集来自多方向的力和力矩数据，支持碰撞检测、柔性控制和负载判断等核心功能。

代表公司：

(1)德国Schunk公司（FTN 系列，刚性强、易集成）

(2)宁波柯力传感公司（中大型臂用传感器）

(3)常州坤维传感公司（KWR系列）

| Schunk的FTN系列传感器

| 坤维公司KWR96传感器应用于机器人脚踝部分

Schunk的FTN系列多用于进口臂与自动装配一体化产线，而柯力的六维力传感器已成功应用于埃夫特、埃斯顿、配天、节卡等国产工业臂，主要承担负载监测、柔性打磨、碰撞检测等任务。

坤维科技的KWR96型已被部署在某仿生机器人项目中，用于“脚踝”与“膝关节”连接位置的动态力觉采集，提升步态稳定性和障碍应对能力，场景涵盖康复机器人、物流四足平台及智能仿人实验。

7.4

「机器人也有小脑」

学习阶段的“感知输入口”

感知输入，是AI学习的第一堂课：

在机器人学习阶段，传感器更像是“训练用的感知仪表盘”。它们记录动作过程中的每一次力的变化，帮助AI建立“动作与感知”的映射。这就是所谓的“具身学习”：感知和运动是同步发生、协同成长的。

ATI的Omega系列被广泛用于国内顶尖高校（如清华大学、浙江大学、上海交大）进行仿人动作建模与力控AI训练。

而神源生、安培龙中国推出的模块化六维传感器系统，已用于哈尔滨工业大学、南航、华中科技大学等院校的机器人教学、动作模仿、强化学习实验平台中，支持Python/ROS开发接口，适合科研人员进行动作感知建模、交互策略训练、软体机器人感知实验等多样场景。

08

从科研实验室走向生产线：

六维力传感器的突围与升级

六维力传感器正从实验室走向机器人产业的核心舞台，成为让机器“活”起来的关键技术。

它通过技术升级变得更“聪明”——既能捕捉微米级力道（如手术机器人缝合血管的轻柔触感），又能瞬间响应高速操作（如工业机器人精准装配零件），同时体积缩至积木大小，轻松嵌入医疗机械臂、协作机器人等狭小空间。

国产传感器也强势崛起，以高性价比抢占搬运机器人等中低端市场，并逐步突破精密制造、高端医疗领域，与国际品牌正面较量。

更重要的是，它不再是冰冷的“数据工具”，而是深度融入机器人“大脑”：实时反馈让设备灵活避障（如扫地机绕开家具）、结合AI学习控制力道（如训练机械手拧瓶盖）、联动数字系统模拟优化操作（如预判工厂机械臂故障）。

这些进化让机器人拥有了接近人类的“触觉”，既能安全协作（避免误伤工人）、完成精密作业（如芯片组装），还能通过“感知-学习”闭环自主进化，真正成为智能时代不可或缺的“感官器官”。

09

结语

感知，决定了智能的边界。而六维力传感器，正是具身智能的起点。

眼下整个行业都在说“人形机器人很难”，但难的不只是算法、不只是关节控制，更难的是：如何像人一样，感知自己身体的存在与状态。如果一个机器人连自己摔了没有、手里的杯子有没有抓稳都无法判断，它就只能永远停留在实验室“摆动作”的阶段；而只要具备了基础的力觉感知，即便算法不是顶尖，它也能在协作、安全和效率上迈出真正的一步。

所以我们更愿意说：六维力传感器不是“可选项”，而是智能躯体真正动起来的“感知起跑线”。未来的机器人不再是“只靠眼睛看世界”，它们也将靠“身体感知”理解自己、应对环境。而六维力传感器，正是让这具身体拥有“知觉”的第一步。