全球首款 | 机器人爪尖/指尖MEMS微型六维力量产震撼登场！全球具身智能产业迎来力触觉革命！

图 01｜F6-020传感器成品托于掌心的实际体量

  直径10mm-20mm产品，已率先实现量产上市！首次将六维力传感器直接嵌进机器人的爪尖和指尖。

图 02｜F6-010、F6-015、F6-020三款产品尺寸对比

01 / 03  行业痛点：传统金属应变片的六维力体积大，难以适配微型化产品的需求；电子皮肤类体积小，但是主要提供压力分布，其余方向用算法“推算”力，不是接触原始真值

1.1  基于金属箔应变片的六维力传感器，体积大，难以适配微型化产品的需求。

  传统金属箔应变片六维力普遍体积在40mm直径以上，机器人夹爪和指尖体积小，受限于单个金属箔应变片体积大（＞7mm²）的缺点，无法用胶水粘贴上12个或者更多应变片。

1.2  电子皮肤类体积小，但提供的是压力的阵列分布，且切向力依赖“推算”非真值，无扭矩力

图 04｜电子皮肤类用阵列内的不同点的压力值大小，推算切向力

  电子皮肤类给的是接触形态，不是受力大小。

各种技术路线（光学/磁电/压电/电容等）主要提供压力（Fz）分布，其余方向用算法“推算”力，不是接触原始真值，没有切向力（Fx Fy）和扭矩力（Mx My Mz）；本质上都是用算法去“翻译”触觉——信号是经过多步算法转换后的“推算值”，而不是物理接触直接产生的“原始值”。磁触觉的霍尔元件对电磁场敏感，视触觉的光学系统对油污、粉尘敏感。

02 / 03  我们在全球首创：用“MEMS硅应变式”实现“六维力”真值测量，输出复合力；在技术指标上全面领先电子皮肤。

2.1  用MEMS硅应变片实现微型化、用玻璃微熔工艺保证一致性、可靠性

• 换应变片：把金属箔应变片换成独家设计的MEMS 硅应变片。同样应变下信号强得多，单片面积只有金属箔应变片的 1/40，在一小块地方就能排下 6 组以上测量单元，六维力完成解算。

图 05｜硅应变片尺寸小、更适合微型化

• 换工艺：用玻璃微熔把应变片烧结到弹性体上。高温熔融玻璃粉形成致密的无机玻璃结构，替代会老化、会蠕变、会随温度变软的胶粘层——力的传递路径上不再有一段随时间变化的中间物，零点不会跟着漂。

图 06｜集成F6-020-050六维力的机器人爪尖示意图（左侧为实物，右侧为组成部分）

2.2  在测力技术指标上全面领先电子皮肤

  六维力真值、高测量精度、分辨力：面向机器人夹爪与指尖感知等场景，MEMS 硅应变式微型六维力传感器，可直接输出 Fx/Fy/Fz、Mx/My/Mz 六维力真值。不同于电子皮肤触觉阵列依靠算法反推切向力与力矩，本产品具备 1~3% FS 测量精度、0.01N 高分辨力，金属弹性体几乎无蠕变，静态漂移可通过零点置零快速补偿。

图 07｜MEMS微型六维力和电子皮肤优劣对比

  使用简单、高动态响应、高可靠：产品出厂完成整机标定，用户仅需简单置零清零即可使用，无需再次标定；动态响应百 Hz 至数 kHz ，能够精准捕捉高速冲击与瞬态力信号。仅 6 路信号输出，数据量小，降低控制器算力压力。依托硅应变片 + 玻璃微熔工艺，传感器可实现千万次耐久循环，远优于电子皮肤数万次的寿命，材料老化衰减微弱，可直接高精度测量剪切、摩擦力，维间串扰可控，受安装条件影响小，为机器人夹持、力控交互提供高可靠的六维力感知能力。

2.3  三个系列量产产品：F6-010 / F6-015 / F6-020 满足各类需求

根据不同使用测量需求，提供三种直径（高度）、力/力矩量程的量产产品：F6-010 / F6-015 / F6-020

三个系列产品共用同一种MEMS硅应变片、工艺与软件算法，直径尺寸与力矩量程不同。其中F6-010最薄高度仅3mm。产品经过电路采样和算法处理后，可通过协议TTL/485输出数字量。

注1：产品标配外壳，提供指尖/爪尖外壳定制服务；

注2：另有电子皮肤+六维力产品可选择；

注3：F6 指六维力；010 / 015 / 020 指直径尺寸mm；050指力量程50N。

2.3  更小尺寸产品，开发中，尽请期待！

03 / 03  实拍Demo：擦、拔、抓、捏动作的六维力实时触觉

将开源UMI数采设备的2个爪尖内置微型六维力F6-020-050，实拍了4个场景Demo：1）擦黑板、2）抹布擦桌子、3）插拔充电器、4）抓水瓶。传感器表面自带高摩擦系数的黑色硅胶垫，1KHz采样频率实时输出六维力。

图 08｜UMI数采设备的2个爪尖内置 F6-020-050，实时输出六维力（左侧UMI设备实物、右侧上位机软件界面显示力和力矩的输出值）

3.1  一个动作，六个力方向

拿擦桌子来说，一个动作里同时发生三件事：压住桌面的力要保持不变；推出去和拉回来时，切向力跟着翻转；抹布拐弯的时候，还有绕竖轴的扭矩。这几个量在同一动作里分不开——只测法向压力，就分不清“是压重了，还是推急了”。切向力和力矩分量同时输出，动作才能被准确执行和反馈。实时的力和力矩的输出值更有利于模型的训练，让模型看得到的同时，摸得准、反馈快。

3.2  典型应用场景

接触之后要判断的环节，都用得上这一段力：

机器人精确的感知，一定来自于在夹爪/灵巧手末端，高精度的六维力将推动产业发展，带来触觉新革命！精一微感坚持技术创新，愿与产业上下游伙伴一起努力！推动具身智能产业发展！