▶ 高欣
“比指甲盖还小,却能精准感知空间中三个方向的力和三个方向的力矩。”今年 8 月,淄博高新区企业山东港智创信电子科技有限公司(以下简称“港智创信”)在“齐鲁制造会客厅”机器人专场活动上,展示了其在高精度力觉感知领域的创新成果。
“我们正在研发的芯片级硅基 MEMS(微机电系统)六维力传感器,内部芯片尺寸只有8毫米×8毫米,厚度0.8毫米。”活动现场,港智创信董事长孙启萌介绍说。
与传统的六维力传感器相比,芯片级硅基MEMS六维力传感器在体积上实现了大幅缩减——当“六维力觉”被装进一枚指甲盖大小的芯片,细微力控场景从此就有了新的可能。
什么是六维力传感器?高精度力觉传感器是机器人的“力觉神经”。它能够实现对机器人末端多方向力和力矩的精准感知,为机器人焊接、打磨、装配及人机协作等精细化作业提供关键支撑。而六维力传感器是其中的“满配”——它能够同时测量空间中3个方向的力和3个方向的力矩,是协作机器人、工业机器人和人形机器人开展精细作业的重要部件。
六维,难在哪里?孙启萌介绍说:“6个方向的数据容易相互干扰,传感器结构设计、联合标定和解耦算法一直是行业技术门槛。”
“过去,国外产品价格可达每套6万-7万元,国内同类产品价格也在2万-3万元,较高成本限制了其大规模应用。”孙启萌说。
瞄准这些痛点,港智创信自主研发六轴联合加载标定技术及多项式高精度解耦算法,降低维间耦合误差、提升测量精度——把容易“互相干扰”的六路数据一条条“捋顺”。
过去,传统六维力传感器受限于体积和成本,主要应用在工业机器人等大型设备上。如今,港智创信把传感器做到了“芯片级”,其应用场景随之从大型工业延伸向人形机器人、灵巧手等精密领域,为新兴场景应用提供了新的技术探索方向。
“这款芯片级的硅基 MEMS 六维力传感器实现量产后,制造成本将大幅下降,应用面会更广。”孙启萌说。眼下,这款硅基MEMS六维力传感器尚处于样品阶段,公司正加快推进量产。
孙启萌还透露,公司正同步推进机器人关节扭矩传感器的工艺技术研发。
如果说六维力传感器是机器人的“力觉神经”,那么关节扭矩传感器就好比机器人的“关节神经”——它实时感知机器人关节力矩变化,为机器人运动控制和力控系统提供精准反馈。这是港智创信面向人形机器人、协作机器人及智能装备领域重点研发的核心产品。该产品采用自主研发的高精度测量技术和先进算法,具备测量精度高、响应速度快、结构紧凑等特点,可广泛应用于机器人关节模组、外骨骼设备、智能制造装备等领域。

