深耕力学传感器十四载 鑫精诚传感器进击人形机器人新赛道

文:刘娟2023年第3期

  传感器被誉为机器人的“眼睛”和“神经”,通过识别自身的运动与环境状态来保证灵敏度的提高。根据特斯拉在 AI Day 2022 披露的信息,其人形机器人身体上共计 28 个自由度,其每一个旋转关节需要 1 个力矩传感器,每一个直线关节需要 1 个拉 压力传感器和 1 个位置传感器。人形机器人对于传感器的需求多,量产后有望推动传感器行业空间扩容。

  面对日益广阔的人形机器人潜在市场,深圳市鑫精诚传感 技术有限公司(以下简称:鑫精诚传感器)如何在增量机会中 占据有利位置,近期, 《机器人与智能系统》杂志前往深圳市 龙岗区大运 AI 小镇产业园, 与创始人、董事长吴浩面对面采访, 请他从鑫精诚力控系统解决方案、六维力传感器核心技术优势 及人形机器人风潮下的思考进行交流与分享。

鑫精诚传感器创始人

  据介绍, 鑫精诚传感器重点专注于微型压力、称重、扭力、 六维力等多样化的智能传感器及控制仪表的工业级产品研发和 创新, 为 3C 自动化设备、精密医疗、农业、新能源锂电、机器人、 半导体、航空铁路、高校等领域提供力控系统解决方案与技术 合作,立志成为“力学传感器”行业的民族领先品牌。

  鑫精诚传感器自 2009 年成立,深耕力学检测领域十四载 光阴。据吴浩回顾到, 自 2005 年起他开始关注六维力传感器, 通过不断比对半导体应变片、电阻式应变片、硅微熔、溅射、 电容、光学、MEMS、压电等原理六维力传感器的优缺点及适 用场合,组建国内最早一批设计开发六维力传感器的研发团队 (非研究机构) 30 余人,并长期坚持投入大量资金用于智能 传感器与控制仪表应用实验室的建设。

鑫精诚传感器创始人

  纯结构解耦独具技术,专利数量国内领先

  对于公司的核心技术优势,吴浩重点阐述到,区别国外领 先力矩传感器所采用的软件解耦结构(也称矩阵解耦) ,鑫精 诚传感器所独特开发的纯结构解耦六维力传感器直接输出单独 的三个力 (FX、FY、FZ) 和三个矩 (MX、MY、MZ), 各个通 道的原始输出数据就相互独立,即加载其中一个通道,就只有该通道有信号输出,其他通道则不会有信号输出。

  据了解,纯结构解耦六维力传感器耦合误差精度达到 1%-3%,耦合误差不受传感器零点漂移量与标定值变化及安 装面不平等边界条件影响,因此长期耦合误差小,信号长期稳 定。在安装环节,纯结构解耦六维力传感器安装替换简单,对 各种机械臂、不同安装面的尺寸公差和位置公差的耦合数据一 致性好;当传感器其中任一通道损坏,其余 5 个通道可以正常 使用,且替换后无需重新进行解耦标定,反复安装对耦合误差 影响小,大大地节省标定和制造时间与成本。

  在专利方面,鑫精诚传感器梯队自 2012 年提交并取得六 维力传感器相关专利,目前已获得发明专利 5 个,实用新型专 利 9 个,迄今为止是六维力传感器结构创新相关专利获得最多 的企业。

  全尺寸、多量程,多结构,位列六维力传感器第一梯队

  经过十多年的学习沉淀,鑫精诚完成六维力传感器全尺 寸、多量程、多结构的系列化开发,其六维力传感器产品直径跨度从 9.5mm 到 300mm, 力量程跨度从 5N 到 50KN, 力 矩量程跨度从 0.1N.m 到 1000N.m,可覆盖大部分应用领域;

最小应变式六维力传感器

  价比产品优势,让国内机器人集成厂商放心用、用得好,免受 海外供应链“断供”的风险。

  随着力学传感器的在机器人领域应用场景日趋广泛,鑫精诚传感器的业务已涵盖工业领域的机械设备、工业机器人,医 疗行业的康复理疗、手术机器人,汽车行业的组装、焊接、测 试环节, 农业领域的农用机械设备和航空航天的测试等领域中。 从业十四年以来, 国内外的 ABB、发那科, 库卡、安川、爱普生、 图灵、伯朗特、大族、越疆、遨博、法奥意威、术锐、康立人、 横乐、精锋等工业、协作、医疗机器人本体企业、近 5000 家 自动化设备厂商相继与鑫精诚达成深度合作,品质与性能方面 在行业内树立良好的口碑。

  近年来由于在销量上增长迅猛,鑫精诚传感器近年来分别 在深圳、惠州两地有 4000 ㎡、8000 ㎡面积厂房的生产基地, 并在韩国、北京、苏州设立办事处。2022 年,鑫精诚传感器 销量共 21 万只,订单近 2 亿元,仅仅在 3C 智能装配行业, 六维力传感器的年销售量已经超过 2000 只。GGII 数据显示, 2022 年中国市场六维力 / 力矩传感器销量 8360 只,鑫精诚 传感器凭借约 1/4 的市场占有率已位列国内市场六维力传感器 第一梯队。

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  价比产品优势,让国内机器人集成厂商放心用、用得好,免受 海外供应链“断供”的风险。

  随着力学传感器的在机器人领域应用场景日趋广泛,鑫精 诚传感器的业务已涵盖工业领域的机械设备、工业机器人,医 疗行业的康复理疗、手术机器人,汽车行业的组装、焊接、测 试环节, 农业领域的农用机械设备和航空航天的测试等领域中。 从业十四年以来, 国内外的 ABB、发那科, 库卡、安川、爱普生、 图灵、伯朗特、大族、越疆、遨博、法奥意威、术锐、康立人、 横乐、精锋等工业、协作、医疗机器人本体企业、近 5000 家 自动化设备厂商相继与鑫精诚达成深度合作,品质与性能方面 在行业内树立良好的口碑。

  近年来由于在销量上增长迅猛,鑫精诚传感器近年来分别 在深圳、惠州两地有 4000 ㎡、8000 ㎡面积厂房的生产基地, 并在韩国、北京、苏州设立办事处。2022 年,鑫精诚传感器 销量共 21 万只,订单近 2 亿元,仅仅在 3C 智能装配行业, 六维力传感器的年销售量已经超过 2000 只。GGII 数据显示, 2022 年中国市场六维力 / 力矩传感器销量 8360 只,鑫精诚 传感器凭借约 1/4 的市场占有率已位列国内市场六维力传感器 第一梯队。

  致力于专精深 鑫精诚传感器进击蓝海新赛道

人形机器人产品应用领域

  鑫精诚传感器成立十四年以来,吴浩始终认为把握机会迎 来热门新赛道,时刻紧跟客户需求、及时倾听客户建议反馈, 不断拓宽现有产品线,将力学传感器品类做专做精做深,是公 司不断成长的经营宗旨与制胜法宝。

  据吴浩回顾到,鑫精诚传感器早年抓住了力学检测应用的 风口,以压力传感器、微型测力传感器、高精度称重传感器等 产品切入 3C 消费类电子赛道,积累了丰富的产品解决方案, 并进入苹果、华为等头部企业的供应链,充分享受时代红利。 在新能源行业“风起”期间,鑫精诚传感器敏锐捕捉到市场动 向,其力学传感器(张力、压力等产品)已广泛应用于匀浆、 涂布机、卷绕机、叠片机、模切机、注液机、分条机、冷热压 机以及化成、分容等电池多工艺环节,实现了锂电整线设备下 的研发项目沉淀。

  人形机器人“旋风”持续袭来,今年 5 月的特斯拉股东 大会上, 马斯克展示了新款 Optimus 人形机器人的最新进展, 较之去年 9 月底的亮相,其运动控制能力持续进化,AI 能力 提升,已经可以完成分类物品的复杂任务,如捡起物品、环境 发现和记忆等。未来人形机器人将通过配备 AI、视觉、力觉 等传感器,呈现出多信息融合(触觉、力觉和视觉等)的力控 实现形式。

  在其核心零部件中,传感器作为机器人重要组成部分,是 力控摆动、稳定控制的核心,可精准测量随机变化的力,价值比的产品,尽最大可能地贴近并满足客户需求”。

  今年上半年,国内传感器产业伴随人形机器人不断升温, 力控 / 六维力传感器这一细分领域不断受到产业链上下游以及 投资者的关注与青睐。吴浩表示,十多年来,鑫精诚确实在行 业内发声较少,媒体曝光率不高,着实算不上高举高打、大手 笔融资的“明星企业”;

  但鑫精诚在打磨与研发产品方面并没有停下脚步,展望未 来,鑫精诚传感器将继续专注于力学传感器的研发,通过一步 一个脚印不断加大自主研发投入,相继规划并延伸至压电式、 电磁力、半导体、MEMS 传感器等技术与应用,从而增强公 司技术储备,以更高性价比、更优质服务,锻造本土品牌核心 竞争力。

  结语

  脚踏实地,行稳致远。吴浩表示将率领鑫精诚把握时代机 遇与挑战, 开拓产品技术创新与升级, 继续争当“力学传感器” 行业的民族领先品牌,全面提升企业形象,以最大限度地满足 客户需求为己任,与众多合作伙伴一起比肩前行,为赶超国际 先进企业贡献行业力量。


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