自動(dòng)化需求上漲，力/扭矩傳感器煥發(fā)新生

據(jù)有關(guān)數(shù)據(jù)顯示，世界經(jīng)濟(jì)總體上仍處于緩慢的恢復(fù)階段，全球傳感器市場(chǎng)從2011年開(kāi)始持續(xù)保持著5%左右的低速成長(zhǎng)，預(yù)計(jì)至2017年該市場(chǎng)容量可超過(guò)767億美元。與此同時(shí)，在另一方面，由于物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)和中國(guó)制造轉(zhuǎn)型升級(jí)的共同促進(jìn)，最近幾年中國(guó)傳感器市場(chǎng)呈現(xiàn)出年均15%以上的發(fā)展速度，無(wú)線傳感器、MEMS傳感器、生物傳感器等新興種類的產(chǎn)品成為重要的增長(zhǎng)熱點(diǎn)；此外，在工業(yè)自動(dòng)化控制、汽車電子、航空航天等專業(yè)領(lǐng)域中，伴隨著行業(yè)用戶對(duì)智能化水平的要求日益高漲，一些較為成熟的測(cè)試/測(cè)量傳感器也同樣面臨著旺盛的市場(chǎng)需求，其中就包括力/扭矩傳感器、以及多軸力/扭矩傳感器等。

力/扭矩傳感器可對(duì)各種旋轉(zhuǎn)或非旋轉(zhuǎn)機(jī)械部件上的力和扭轉(zhuǎn)力矩進(jìn)行感知及檢測(cè)，因而被廣泛應(yīng)用于各種動(dòng)力設(shè)備、過(guò)程/流程工業(yè)、實(shí)驗(yàn)室測(cè)試部門等應(yīng)用場(chǎng)所。多軸力/扭矩傳感器能夠測(cè)量并輸出在笛卡爾直角坐標(biāo)系中多個(gè)坐標(biāo)軸(X，Y和Z)上的力和扭矩，主要用于工業(yè)機(jī)器人手臂、遠(yuǎn)程控制機(jī)器人系統(tǒng)、牙科研究和外科手術(shù)、產(chǎn)品測(cè)試、汽車部件測(cè)試等專業(yè)市場(chǎng)。

在產(chǎn)品供應(yīng)方面，目前高端市場(chǎng)的力/扭矩傳感器以及多軸力/扭矩傳感器主要以歐美品牌為主，力/扭矩傳感器的重要品牌包括Honeywell、Omega等；多軸力/扭矩傳感器則以Futek、AMTI、ATI、ME-systeme等為代表。另外，南寧宇立(SRi)儀器有限公司則是近年國(guó)內(nèi)多軸力/扭矩傳感器行業(yè)的新晉廠商之一，據(jù)介紹，其產(chǎn)品主推汽車碰撞試驗(yàn)用模擬人多軸力傳感器，并已向全球領(lǐng)先的碰撞測(cè)試假人技術(shù)開(kāi)發(fā)廠商Humanetics ATD公司全面供貨。

兩大發(fā)展方向受關(guān)注

總體來(lái)看，無(wú)論是力/扭矩傳感器，還是多軸力/扭矩傳感器，在技術(shù)研發(fā)上均呈現(xiàn)出一些共同點(diǎn)：即小型化、集成化、數(shù)字化及網(wǎng)絡(luò)化?；裟犴f爾(中國(guó))有限公司傳感與控制事業(yè)部亞太區(qū)戰(zhàn)略市場(chǎng)總監(jiān)王亮表示，力/扭矩傳感器的未來(lái)發(fā)展主要體現(xiàn)在兩個(gè)面向：一是在機(jī)械方面，用戶要求傳感器的尺寸越來(lái)越小，同時(shí)要求盡可能地減輕重量和采用小形化材質(zhì)；二是在電子方面，無(wú)線信號(hào)、數(shù)字信號(hào)傳輸將是一大趨勢(shì)，特別是無(wú)線通信技術(shù)將會(huì)徹底解放繁瑣的接線工程。

為了滿足用戶對(duì)生產(chǎn)工藝、測(cè)試要求越來(lái)越高的需求，特別是小體積、高精度、長(zhǎng)期穩(wěn)定性，以及能夠適應(yīng)各種嚴(yán)酷環(huán)境下的使用要求，霍尼韋爾近期推出了一系列小外形、微型和超微型測(cè)力傳感器。這類產(chǎn)品采用碳鋼或不銹鋼材質(zhì)以勝任各種惡劣環(huán)境，即使在可能影響測(cè)量結(jié)果的高疲勞或極端測(cè)試條件下(如彎曲或猛推等運(yùn)動(dòng))，仍可兼顧長(zhǎng)壽命、高精度的優(yōu)點(diǎn)，并可選擇多種尺寸和款式，以適合空間緊湊的狹小空間安裝。此外，霍尼韋爾還開(kāi)發(fā)出了數(shù)字式扭矩傳感器，以及CANopen總線輸出數(shù)字式壓力傳感器，具有高精度、多種類型/接口/量程可選等特點(diǎn)，可適用于汽車測(cè)試、航空航天、石油天然氣，及農(nóng)用機(jī)械等專業(yè)領(lǐng)域。

而在多軸力/扭矩傳感器的開(kāi)發(fā)上，今年七月，美國(guó)ATI工業(yè)自動(dòng)化有限公司推出了全新的便攜式無(wú)線力/扭矩傳感系統(tǒng)，可在同一個(gè)時(shí)間內(nèi)接收多達(dá)六軸力/扭矩傳感器所發(fā)出的無(wú)線數(shù)據(jù)信號(hào)。該系統(tǒng)可由內(nèi)部電池或一個(gè)外部電源供電，支持2.4GHz或5.0GHz 802.11a/b/g/n無(wú)線標(biāo)準(zhǔn)和USB 2.0設(shè)備，每秒可發(fā)射1200幀六軸力/扭矩測(cè)量數(shù)據(jù)至用戶的主設(shè)備上，從而實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)收集、實(shí)時(shí)運(yùn)動(dòng)控制或者是根據(jù)用戶定義進(jìn)行信號(hào)處理，系統(tǒng)在通暢環(huán)境下的覆蓋范圍為100米以內(nèi)。

機(jī)器人及自動(dòng)化設(shè)備成應(yīng)用熱點(diǎn)

盡管現(xiàn)階段多軸力/扭矩傳感器的市場(chǎng)用量并不大，但業(yè)內(nèi)人士普遍看好機(jī)器人和自動(dòng)化行業(yè)的未來(lái)發(fā)展前景。南寧宇立儀器有限公司總裁黃約分析道，從目前來(lái)看，汽車碰撞試驗(yàn)、機(jī)器人及自動(dòng)化設(shè)備是多軸力/扭矩傳感器用量較大的幾個(gè)行業(yè)，但汽車碰撞試驗(yàn)行業(yè)的用量預(yù)計(jì)可能不會(huì)有太大的增長(zhǎng)，機(jī)器人和自動(dòng)化行業(yè)則將為多軸力/力矩傳感器提供越來(lái)越大的市場(chǎng)。這主要有兩方面的原因，一是機(jī)器人及自動(dòng)化設(shè)備本身在未來(lái)的10到20年將會(huì)進(jìn)入到一個(gè)飛速增長(zhǎng)的階段，二是具有力反饋功能的機(jī)器人及自動(dòng)化設(shè)備是其技術(shù)上的一個(gè)主力發(fā)展方向。

以機(jī)器人及自動(dòng)化應(yīng)用為例，具有力反饋(控制)的機(jī)器人及自動(dòng)化設(shè)備能夠完成很多復(fù)雜的工作，包括測(cè)量出自身(或操作對(duì)象)的受力情況以更好的完成工作；在拋光、打磨工序時(shí)測(cè)量出打磨頭與工件的接觸力、抓取工件時(shí)知道抓取得是否牢靠、機(jī)器人行走時(shí)知道足底與地面的相對(duì)受力情況等等。針對(duì)這些應(yīng)用環(huán)境，F(xiàn)utek公司開(kāi)發(fā)的自動(dòng)化封蓋機(jī)通過(guò)在生產(chǎn)線電機(jī)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)上安裝雙軸力傳感器，以監(jiān)控旋蓋時(shí)的狀態(tài)，隨時(shí)測(cè)量封裝旋緊瓶蓋時(shí)產(chǎn)生的推力和扭力，再借由應(yīng)變式放大器進(jìn)行放大，最后傳輸?shù)絇LC或顯示儀表上，確保封蓋操作的精確度和一致性。

在汽車碰撞試驗(yàn)中，雖然各國(guó)對(duì)該試驗(yàn)的法規(guī)有所差異，但這類試驗(yàn)多是國(guó)家強(qiáng)制性試驗(yàn)，所有車型都必須完成這一試驗(yàn)內(nèi)容，由此可見(jiàn)，多軸力/扭矩傳感器在汽車行業(yè)至關(guān)重要。在實(shí)際測(cè)試中，技術(shù)人員會(huì)將模擬人(俗稱假人)放置在汽車上并與之一起以一定的速度撞向障礙物，安裝于模擬人內(nèi)部的多軸力/扭矩傳感器能夠測(cè)量到碰撞發(fā)生時(shí)模擬人各個(gè)部位的受力情況，技術(shù)人員和認(rèn)證機(jī)構(gòu)以這些數(shù)據(jù)為依據(jù)對(duì)車輛的碰撞安全性做出評(píng)估。此外，航空航天領(lǐng)域也會(huì)采用多軸力/扭矩傳感器(如風(fēng)洞試驗(yàn))，用于研究飛機(jī)(或航天器)在各種氣流狀況下的受力情況。

談到目前制約多軸力/扭矩傳感器市場(chǎng)普及率的主要因素，黃約表示，較高的產(chǎn)品價(jià)格仍然影響了這類產(chǎn)品的使用范圍，為此，一些廠商正積極展開(kāi)行業(yè)內(nèi)的合作，努力減少產(chǎn)品的中間流通環(huán)節(jié)，合力控制制造成本，以降低產(chǎn)品的價(jià)格，最終推動(dòng)市場(chǎng)用量的提升。據(jù)介紹，南寧宇立的原身為HUMANETICS ATD公司在中國(guó)的工廠，專業(yè)從事多軸力/扭矩傳感器的研發(fā)，近年來(lái)開(kāi)發(fā)出了量程從最小20N到最大400KN的60余款產(chǎn)品，且已成功進(jìn)入全球一些重要的機(jī)器人開(kāi)發(fā)廠商的產(chǎn)品供應(yīng)鏈之中。