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十坤传感科技:聚焦六维力传感器研发,让工业机器人的“手”更灵活

作者:数科邦 发布时间:2022-06-17 493 2 0

  近期,工业和信息化部等十五部门联合印发《“十四五”机器人产业发展规划》,规划提出,到2025年我国发展成为全球机器人技术创新策源地、高端制造集聚地和集成应用新高地。根据预测,我国工业机器人产业规模将进一步扩大,预计2023年将达到589亿元,在第二代、第三代机器人的发展带动下,六维力传感器产业将在未来10年内保持较快增长的发展态势。

  六维力传感器是利用力敏感元件和转换元件及处理单元把一个或多个力学量转化为电信号输出的器件,常用于工业机器人手臂末端,能够赋予机器人力觉,实现精密打磨、精密装配、示教学习等功能。当前全球传感器市场的主要厂商有霍尼韦尔、意法半导体、飞思卡尔、博世、飞利浦等,中国市场上的高端传感器进口占比高达85%,国产化率非常低。针对高端力学传感器市场几乎被国外高价产品垄断的这一现状,王清亮决心利用自身所学,解决国内传感器产品卡脖子难题,同时降低六维力传感器售价,使其成为工业机器人机械臂上的标配元器件,创立了北京十坤传感科技有限公司(以下简称“十坤传感科技”)。

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(十坤传感科技创始人王清亮)

  据数科邦了解,十坤传感科技是一家致力于高端多维力传感器、扭矩传感器、拉压力传感器、称重传感器等力学类传感器的自主研发和技术服务公司。公司以六维力传感器为技术切入点,专注于力学传感器的研发、生产、销售和服务。

  公司拥有的核心技术可在传统六维力传感器基础上显著提高测量精度,在此优势下,他们多次斩获各类赛事大奖,包括第六届清华校友三创大赛京津冀鲁赛区、北美赛区先进制造赛道决赛优秀奖和怀柔区创业大赛“青锋十佳”等。

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(图为十坤传感科技获奖奖项)

突破现状,打破垄断

  王清亮毕业于清华大学精密仪器系,在校期间他对六维传感器的原理和制作工艺起了浓厚的兴趣,为了解开六维传感器的“神秘面纱”,他潜心研究与试验,最终研制出一种新型解耦方案的六维力传感器,可以大幅提高测量准度,并在理论和实验方面做出了有力的证明,目前该研究成果已申报发明专利。

  谈到六维力传感器现状,王清亮说道,“国外六维力传感器进入市场早,产品更加成熟,质量更优,但由于其缺乏强有力的竞争,采取撇脂定价法,价格十分高昂。”王清亮带领团队经过反复的调试、漫长的试验周期及团队成员的不断努力,终于研发出了精准度在0.6%F.S以下的六维力传感器,并已交付客户应用,产品进入标准化系列化开发阶段。这一技术不仅有效降低了六维力传感器售价,而且使得我国在此项领域摆脱了长期以来对西方发达国家的依赖,为我国科技发展、经济飞跃贡献了重要力量。

聚焦机器人触觉,提高灵活度

  传感器具有高刚度、高分辨、低耦合、高精度等特点及较高的防护等级,可适用于机器人力控打磨、装配、拖动示教及科学研究测试等。在传感器应用中,视觉传感器给了机器人眼睛,六维力传感器则赋予机器人触觉。为了提升机器人的手指灵活度,十坤传感科技不断深入研究六维力传感器。目前,公司已研发出扭矩传感器、拉压力传感器、小尺寸多维力传感器等多个产品,其中与协作机器人集成一体的六维力传感器,既通过特殊的结构设计使得该传感器与协作机器人集成为一体化,又通过低成本高精度的标定方案设计降本增效。该产品可以提高协作机器人对于六维力传感器的使用率,提高性价比,弥补以往很多潜在客户由于成本高的原因而放弃使用多维力传感器的缺陷。

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(与协作机器人集成一体的六维力传感器产品图)

  此外,十坤传感科技研制的军标大量程六维力传感器,有效克服了应用方对于力和力矩量程的要求不匹配的困难,满足了温度补偿要求、-60℃-90℃的传感器本体极限使用温度要求和传感器的高分辨率要求。

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(十坤传感军标大量程高分辨率六维力传感器)

  六维力传感器的发展前景随着工业机器人的蓬勃发展将迎来重大机遇,对于未来的打算,王清亮说“十坤传感科技将继续完成SC系列六维力传感器产品的标准化、系列化及第一代数据采集处理系统,努力实现自研产品和代理产品的成交和技术服务能力的提升,在不断提升已有产品性能的同时,开展前瞻性研究项目,树立民族品牌形象,为工业自动化和工业物联网的发展贡献力量。”

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(十坤传感SC系列六维力传感器)


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