六維力傳感器不是三個(gè)一維力傳感器和三個(gè)扭矩傳感器結(jié)構(gòu)的簡(jiǎn)單疊加，它的非線性力學(xué)特征明顯，同時(shí)要考慮多通道信號(hào)的溫漂、蠕變、交叉干擾、數(shù)據(jù)處理的實(shí)時(shí)性和六維聯(lián)合加載標(biāo)定的復(fù)雜性，因此設(shè)計(jì)難度是低維傳感器的指數(shù)倍增長(zhǎng)。此外，選用力傳感器的材料需要具備靈敏的特性，同時(shí)又希望其擁有抗沖擊和高過(guò)載的能力，而這兩個(gè)要求互相矛盾，因此就需要設(shè)計(jì)者平衡好綜合材料和設(shè)計(jì)之間的關(guān)系。
三、應(yīng)用場(chǎng)景
六維力傳感器的下游應(yīng)用場(chǎng)景十分廣泛，涵蓋機(jī)器人與自動(dòng)化、汽車(chē)行業(yè)、醫(yī)療手術(shù)與康復(fù)、航天航空等多個(gè)領(lǐng)域。不同的應(yīng)用場(chǎng)景對(duì)量程、分辨率、精度、溫漂等具體性能的要求也各不相同，因此需要進(jìn)行針對(duì)性的設(shè)計(jì)與研發(fā)，其定制化程度也相對(duì)較高。
（一）機(jī)器人
在機(jī)器人應(yīng)用領(lǐng)域中，六維力傳感器主要用于多關(guān)節(jié)機(jī)器人和對(duì)傳感性能要求更高的協(xié)作機(jī)器人。由于它能提高機(jī)器人的自主運(yùn)動(dòng)及決策能力，因此在工業(yè)及商用場(chǎng)景中得到了廣泛的應(yīng)用。以O(shè)ptimus為例，它需要大約14個(gè)力傳感器、14個(gè)力矩傳感器和4個(gè)六維力傳感器，同時(shí)在人形機(jī)器人的腕部和踝部還需各配備一個(gè)六維力傳感器。在工業(yè)機(jī)器人領(lǐng)域，通過(guò)將六維力傳感器安裝在機(jī)器人的末端，可以實(shí)現(xiàn)3D打磨、汽車(chē)裝配及復(fù)合材料銑削等高精度操作；在協(xié)作機(jī)器人領(lǐng)域，六維力傳感器能幫助機(jī)器人實(shí)現(xiàn)3C裝配、拖動(dòng)示教、雙臂協(xié)作等指令。
資料來(lái)源：鑫精誠(chéng)官網(wǎng)
圖3：人形機(jī)器人六維力傳感器與關(guān)節(jié)扭矩傳感器安裝部位
（二）汽車(chē)工業(yè)
六維力傳感器在該領(lǐng)域主要應(yīng)用于汽車(chē)部件與系統(tǒng)測(cè)試、發(fā)動(dòng)機(jī)與動(dòng)力總成測(cè)試、整車(chē)測(cè)試以及總裝與最終測(cè)試的場(chǎng)景中。在新車(chē)型及零部件設(shè)計(jì)的完整性與優(yōu)化過(guò)程中，這些傳感器發(fā)揮著關(guān)鍵作用，有助于提升工作效率、流程的安全性以及功能的可靠性。
資料來(lái)源：坤維科技官方公眾號(hào)
圖4：傳統(tǒng)機(jī)器人六維力傳感器與關(guān)節(jié)扭矩傳感器安裝部位
（三）醫(yī)療領(lǐng)域
在微創(chuàng)手術(shù)和機(jī)器人輔助手術(shù)中，六維力傳感器幫助醫(yī)生實(shí)時(shí)感知人體的各項(xiàng)參數(shù)（如力量和重量），從而使醫(yī)生實(shí)現(xiàn)更加精細(xì)、高質(zhì)量的醫(yī)學(xué)操作，提高手術(shù)的安全性和成功率。
來(lái)源：China plus news
圖5：醫(yī)療機(jī)器人在手術(shù)中的應(yīng)用
（四）航空航天
六維力傳感器可用于風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)以及飛機(jī)、衛(wèi)星、火箭等飛行器在各種運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下的六維力測(cè)量，幫助飛行器更準(zhǔn)確地感知環(huán)境、控制姿態(tài)并完成任務(wù)。此外，隨著航空航天技術(shù)的不斷發(fā)展，它們還廣泛應(yīng)用于飛機(jī)制造、飛行器著陸與起飛監(jiān)測(cè)、機(jī)械臂控制以及結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)等領(lǐng)域，從而大幅提升航空航天系統(tǒng)的性能、安全性和可靠性。
資料來(lái)源：robot-fanuc.gongboshi.com
圖6：機(jī)器人在航空航天制造業(yè)的應(yīng)用
四、市場(chǎng)空間
（一）全球力傳感器市場(chǎng)規(guī)模
資料來(lái)源：The Business Research Company，Markets and Markets，陽(yáng)誠(chéng)整理
圖7：全球力和力矩傳感器市場(chǎng)規(guī)模（單位：十億人民幣）
