基于MEMS技术为基础的高性能六维力传感器技术研发及产业化

【需求背景】 #### 1. 新一代机器人智能化的核心驱动力 - 协作机器人（Cobot）的安全与柔顺控制：要求机器人与人类近距离协作，必须实时感知微小的接触力和力矩，以实现主动避让、自适应抓取和力控装配。MEMS传感器可微型化集成在机械臂的关节、腕部甚至指尖，提供前所未有的精细力觉反馈。 - 精密操作与自适应加工：在半导体封装、精密装配、医疗手术、抛光打磨等领域，需要实时反馈工具末端的多维力/力矩信息，实现亚牛顿甚至毫牛级的力控精度。MEMS传感器的小尺寸使其能嵌入手术器械、夹爪或抛光工具内部，直接测量末端作用力。 - 足式/轮式机器人的动态平衡与地形感知：用于机器人足底或轮轴，实时测量地面反作用力，是实现动态步态调整、地形识别和稳定控制的关键。其轻量化特性对维持机器人敏捷性至关重要。 #### 2. 消费电子与可穿戴设备的功能升级需求 - 智能触觉交互：未来手机、平板、AR/VR手柄可通过集成微型六维力传感器，实现多维压力、剪切力、扭矩的感知，解锁更丰富的3D触控交互和游戏体验。 - 运动科学与健康监测：嵌入跑鞋、智能鞋垫、运动器械中，精准分析步态、足底压力分布、运动姿态、挥拍/挥杆力学，为运动训练、康复评估和大众健身提供量化数据。MEMS的低功耗和小尺寸是实现可穿戴化的关键。 【期望实现的主要技术目标】 1、 尺寸小（微）型化 充分参考利用 MEMS 工艺的优势，对传感器进行精巧设计。在实现超小尺寸的过程中，运用先进的材料科学与力学仿真技 术，确保传感器的力学性能指标，如弹性模量、屈服强度等不发生衰减，保证在微小体积下仍能稳定、可靠地工作，以满足对空间要求严苛的应用场景。 2. 测量精度优化 重点优化贴片工艺和弹性体结构，目标是在全温度范围内（-40℃\~+125℃），将传感器精度稳定控制在 ±0.8%・FS 以内。借助大数据分析与智能算法，对传感器的校准数据进行深度挖掘，同时保证批次一致性标准差≤±0.3%，确保每一批次产品都 能达到高精度、高稳定性的要求。 3. 固态频响提升 基于 MEMS 技术原理，对传感器的结构与材料进行创新设计，将固态频响提升至 500 - 1000 Hz。相较于传统箔式方案，有大幅度提升。这将使传感器能够更快速、精准地捕捉动态力的变化。 4. 过载能力强化 在弹性体结构设计方面，采用合理的结构，采用高强度金属材料提高传感器的过载能力，增加其工作可靠性。 5. 温度适应性扩展 为实现 - 40℃\~+125℃全温域稳定工作，从材料选择、电路设计等多方面入手。选用具有宽温度范围稳定性的材料，优化电 路的温度补偿算法，确保在极端低温或高温环境下，传感器的性能不受影响，为各种复杂环境下的应用提供有力支持。 【技术需求】 ](https://www.kczg.org.cn/needs/index?type=1) — 采集元信息 — 需求单位：安徽\*\*\*公司 所在地区：安徽省 蚌埠市 龙子湖区 合作方式：技术服务 预算：双方协商 截止日期：2026-12-31 发布日期：2025-12-30 数据来源：科创中国 来源链接：https://www.kczg.org.cn/needs/detailThe?type=1&id=8420143