21世纪经济报道记者 魏笑 实习生宋家哲 深圳报道

力感知能力是各行业实现智能化的关键性难题，因此智能力传感器成研发热点。

“现阶段，几乎各行业都需要力觉感知能力以满足精细化与智能化的需求。以医疗场景为例，腹腔镜手术，经自然腔道手术，介入手术等纷繁的手术过程中，器械无法量化表示力的大小，因而医生只能依靠手感操作，这为诊察及手术过程带来了很大的不确定性。”华力创科学联合创始人鱼晨博士向记者表示。

从传感器产业链上下游来看，上游主要是传感器制造原材料供应。传感器产业链中游主要是各类传感器的制造和封装等，其下游应用场景广阔，有机器人浮动打磨，自动化装配，助力自行车，仿生机器人，医疗机器人等。

其中，相较于传统力传感器，六维力传感器结构复杂、研制难度大。一直以来，国外企业处于强势地位。数据显示，2022年中国力传感器市场依然以外资品牌为主导，国产份额低于30%。

但随着国内企业不断加大研发创新力度，不少企业已研发出多维力传感器。成立于2019年的华力创科学，其旨在为各行业提供基于光学原理的高性能智能力觉传感器；同时将视觉系统及智能控制算法集成“视-触”觉融合机器人，为客户开发整体力控解决方案。

力传感的“皇冠明珠”

目前机器人力控方案大致有3种，分别为电流环力控、多维力矩/力传感器力控、被动力控（弹性体），其中多维力矩/力传感器力控是当前力控的最佳方案，其硬件包括关节部位的单轴力矩传感器和机器人执行器末端的六轴力传感器。

图：华力创科学Photon 系列力传感器

不同于普通的单轴力传感器，六维力传感器更高级，拥有更多的测量维度，能够测量物体在三维空间内的所有受力情况，被广泛应用在机器人等行业中。

六轴力/力矩传感器可以感受六维的力和力矩信息，可测量在任何方向、任何轴上的应用负载，并能承受额定测量范围5到20倍的过载。典型应用案例包括KUKA LBR iiwa机械手等机械臂及特斯拉Optimus人形机器人，当在旋转关节执行器处配置了力矩传感器后，机器人能做到控制抓握力道不打碎鸡蛋。

市场潜力方面，在下游工业企业数智转型需求增加，打磨、装配等细分场景面临人力短缺问题的情况下，力传感器和完整机器人解决方案的市场需求或将保持增长。智研咨询数据显示，2022年我国抛光打磨机器人市场规模达96.1亿元，同比增长18.7%。

据中金研报，力传感器为精准测力的产业化主流选择。其中，六维力传感器为力传感皇冠明珠，在打磨等场景中用于机器人末端夹爪，该行认为人形机器人有望带来强劲市场增量。仅考虑全球协作+人形机器人场景，该行测算2025年新增六维力传感市场近50亿元。

值得注意的是，多维力矩传感器的技术壁垒也较高。多维力传感器不仅要解决对所测力分量敏感的单调性和统一性难题外，也要解决因结构加工和工艺偏差引起的维间（轴间）扰乱难题、动静态标定难题以及矢量运算中的解耦算法和电路实现等。

因技术壁垒较高，国内可量产的企业较少，美日企业先发优势明显。国际上六维力矩传感器主要研究单位有美国DRAPER实验室、斯坦福研究所、JPL实验室、IBM公司和日本的日立公司、东京大学等，龙头公司以美国ATI为主。

智研咨询测算，海外进口抛光打磨机器人产品数量占总装机量比例约为55.9%，但近年来这一比例一直呈下降趋势。国内厂商凭借价格优势，以及研发创新，正逐渐获得市场话语权。

国内企业正崛起

目前国内企业也正在逐步崛起。其中，华力创科学基于光学的力/力矩传感技术，研发的Photon系列智能力传感器，包括六轴力传感器，单轴和三轴传感器，均可实现量产。

Photon力传感器

鱼晨表示，与基于应变片的力觉传感器相比，Photon系列多维力/力矩传感器性价比高，解耦能力好，不同轴间串扰小；同时采用自动化生产及标定方式，制造周期短，产品一致性高。

“传感器物理结构的多样化是趋势所在，但应变片随着直径变小，其标准化制造难度亦成几何倍数增大，因此使用传统人工进行贴片很困难；而我们是自动化生产，一致性程度较高，且生产耗时短，可定制化程度高，这也是我们的核心优势。”鱼晨称。

值得注意的是，高端医疗器械是力传感器发展的主力赛道，医疗机器人是各力传感技术应用的综合体现。华力创科学的可配置于各类医疗器械的Photon系列力传感器，均针对特定医疗及机器人场景进行了优化，具有特异性优势。

例如，可应用于医用内窥镜内部的Photon_micro多维力传感器，由华力创科学自主研发，是目前已知世界上尺寸最小的刚性多维力传感器。

华力创科学Photon micro内窥镜用多维力传感器

该传感器直径仅为8mm，并包含4mm中心通孔以允许器械线束通过，物理结构上可兼容各规格软/硬内窥镜，配合力觉可视化系统，能有效对内窥镜与人体腔道之间的接触力进行监控，协助医生优化诊疗过程。

鱼晨介绍，现阶段公司最新款六维力传感器的物理结构已经可以达到更小的级别，其意义在于可以将力传感能力赋予更精细的器械或设备，从而提升应用效率。例如可将传感器集成到肠镜的末端，这样医生便可以清晰地监控进镜或治疗过程中医疗器械与人体组织的接触状态，从而让整个治疗过程更安全。

在业务板块上，针对头部协作机器人公司及传统自动化设备厂商，华力创科学可提供定制化开发的力传感器作为核心部件，助力上述厂商开发有力控需求的应用场景，为其产品赋能；同时，对于有力控设备需求的终端场景，华力创科学也可提供包括力觉传感器，智能力控算法及智能设备在内的“一站式”整体力控解决方案。

目前华力创科学提前完成数千万元A轮融资，得益于老股东泓川源基金对行业及公司的认可。这笔资金主要用于满足行业大客户所需要的中试车间以及全球第一条基于光学原理的力传感器全自动装备产线的建设与投产。

泓川源基金表示，华力创团队研发成功了全球首创新型光学原理的力传感器，结合视触融合解决方案，引领了力传感技术的发展，更好地解决了传统原理的痛点，大大拓宽了力传感应用场景，用“力”赋能高端制造、医疗器械、航天军工等行业跨越式发展。

除华力创外，中金报告显示，国内一级公司风起云涌，明星初升。其预计国内多维力传感国产化率不足20%，以宇立仪器、蓝点触控、坤维科技等为代表。宇立仪器较早与外资机器人厂建立标准产品合作，联合ABB、KUKA开发了多个标准力控产品。近几年蓝点触控在打磨场景发展迅速，人形机器人进展积极。

关键词:力传感 传感器 华力创科学

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来 源：21世纪经济报道

编辑：清风

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