解析全球13家领先柔性压力传感器制造商

在机器人技术、医疗健康、可穿戴设备和物联网浪潮的推动下，让机器和设备具备像人类皮肤一样的触觉感知能力，已成为一项核心技术。柔性压力传感器正是实现这一愿景的关键。它们轻薄、柔韧甚至可拉伸，能够贴合复杂曲面，精准测量压力、力和触觉信号。

本文将聚焦于国外在该领域的13家知名制造商，深入探讨它们的技术路径、核心产品与市场应用。

电容式传感器通过检测电极间电容的变化来测量压力。它们通常具有高灵敏度、低功耗和良好的耐重复性，适用于静态和低频动态压力测量。

1. Pressure Profile Systems (PPS) - 美国

• 技术路线： 专有的电容式传感技术，其传感器由多个敏感层组成，可生成高分辨率的“压力图像”。

• 主要产品：TactArray® 和 TactaCamm® 系列传感器。产品形态多样，包括阵列传感器（可定制形状和尺寸）、指套传感器和力扭矩传感器。

• 应用领域：机器人抓取（提供精细的抓取反馈）、体育科学（分析握力、步态）、医疗康复（假肢接触面压力分析）和汽车座椅压力分布测试。

2. Sensitronics - 美国

• 技术路线： 基于电容式原理的柔性网格触觉传感器。其特点是能够以网格形式精确测量多个独立接触点的力。

• 主要产品： 标准化的网格触觉传感器，提供各种尺寸和空间分辨率，例如 4x4, 8x8, 16x16 等阵列。

• 应用领域：人机交互界面（如智能家具、控制面板）、安全与监控（如检测门或窗的异常压力）、机器人末端执行器的抓取控制。

3. SynTouch - 美国

• 技术路线： 不仅提供传感器，更提供仿生集成的MetaTouch™ 触觉传感系统。其传感器融合了电容式压力传感、微振动（纹理感知）和温度感知。

• 主要产品：BioTac® 系列（仿生指尖）和 MetaTouch™ 平台，为机器人提供最接近人类的触觉感知能力。

• 应用领域：机器人研究与仿生学、材料特性识别（如识别布料、砂纸等）、产品质量检测和假肢。

压阻式传感器的电阻会随施加的压力而变化。其结构相对简单，成本较低，适合测量动态范围和绝对值较大的压力。

4. Tekscan - 美国

• 技术路线： 全球领先的薄膜压阻式传感器专家。其传感器由两片聚酯薄膜中间夹着一层压阻材料构成，非常薄。

• 主要产品： 产品线极其丰富，包括：I-Scan 系列（用于牙科咬合分析、机器人抓取）、F-Scan 系列（鞋内步态分析）、Tekscan 座椅传感器（汽车、轮椅压力分布评估）和BodyPress（医疗压力管理）。

• 应用领域：医疗健康（足底、牙科、轮椅坐垫压力）、工业设计（机器人、产品测试）和汽车电子。

5. Interlink Electronics - 美国

• 技术路线： 长期专注于Force Sensing Resistor (FSR®) 技术，是一种经典的压阻式点传感器。

• 主要产品：FSR® 传感器，形态多样，从简单的圆形点传感器到短条状、矩阵传感器。以其一致性、稳定性和易集成性著称。

• 应用领域：消费电子（按键、压力触摸板）、汽车（方向盘驾驶员状态监测）、医疗设备（输液泵、呼吸机）和工业控制。

6. Butlr - 美国

• 技术路线： 采用热感应和压阻式技术，但其突出特点是无摄像头的隐私保护方案。通过部署在空间中的多个传感器来感知人的活动和行为。

• 主要产品：Butlr Presence 平台，包括柔性传感器节点和云端分析软件。

• 应用领域：智能建筑与空间感知（统计人数、追踪移动轨迹、优化能源消耗），特别注重隐私安全。

压电式传感器利用压电材料在受力时产生电荷的特性来测量动态变化的力。它们对动态力非常敏感，但不适用于静态力测量。

7. Kistler - 瑞士

• 技术路线： 以高精度的压电式测量技术闻名于世，尤其在动态力测量领域是行业标杆。

• 主要产品：Type 5070 等系列化薄膜压电传感器。虽然“柔性”程度不如聚合物，但其基于陶瓷或石英的传感器被制作成薄片形式，可贴合表面进行高频动态力测量。

• 应用领域：生物力学（步态分析、运动科学）、工业自动化（装配线压力监控、碰撞测试）和研究与开发。

8. Baumer - 瑞士

• 技术路线： 提供多种传感技术，其柔性触觉传感器主要基于电容式和压阻式原理。

• 主要产品：FDME 和 FDMS 系列柔性阵列传感器，可提供压力分布图像。

• 应用领域：机器人技术（抓取验证、力度控制）、包装和装配自动化（检测包装是否完整、装配力度是否恰当）。

9. Touchence - 日本

• 技术路线： 专注于柔性薄膜压阻式传感器的开发，产品具有高柔韧性和耐用性。

• 主要产品：TFS 系列柔性触觉传感器，可定制形状和灵敏度。

• 应用领域：机器人皮肤、医疗护理（如监测卧床病人的体位压力，预防褥疮）、安全检测（如边缘压力检测）。

10. Robotic Materials - 德国/美国

• 技术路线： 开发了基于气动的触觉传感技术（GelSight） 与人工智能结合。通过摄像头观察柔性透明凝胶层在受压时的形变来重建高分辨率的3D触觉图像。

• 主要产品：GelSight触觉传感器，提供极高的空间分辨率，能感知微小的几何特征和纹理。

• 应用领域：工业机器人（精细物体识别、抓取滑移检测）、物流分拣和科学研究。

11. Shadow Robot Company - 英国

• 技术路线： 以其高度灵巧的机器人手而闻名，并集成了先进的触觉传感系统。其传感器技术结合了电容式和导电橡胶压阻式技术。

• 主要产品：Shadow Dexterous Hand 及其集成的触觉传感指尖，提供指尖的压力和微振动数据。

• 应用领域：研究级机器人（用于NASA、谷歌等机构的研究）、遥操作和人工智能。

12. Ottobock - 德国

• 技术路线： 作为全球领先的假肢矫形器公司，其将触觉传感技术集成到假肢中，用于实现更自然的控制。技术路线可能涉及肌电信号与压力反馈的结合。

• 主要产品： 集成了传感反馈的智能假肢系统，如用于仿生手的传感器系统，能将抓取物体的压力信息反馈给使用者。

• 应用领域：医疗康复与假肢。

13. BeBop Sensors - 美国

• 技术路线： 拥有专利的Forte™ 织物传感技术，将微米级的传感器电路直接编织到织物中，传感器本身是柔软、可拉伸、可水洗的布料。

• 主要产品：智能织物传感器，产品形态包括智能手套（用于AR/VR、机器人遥控）、智能座椅、智能地板等。

• 应用领域：AR/VR交互、汽车智能内饰（智能方向盘、座椅）、健康监测（智能床垫）和音乐产业（智能鼓面）。

总结与趋势展望

从这13家厂商可以看出柔性压力传感器领域的几个清晰趋势：

1. 技术融合： 单一的力感知正向多模态（温度、振动、滑动）发展，以提供更丰富的触觉信息。

2. 形态创新： 从薄膜向更极致的可拉伸、可穿戴、可嵌入的智能织物演进，与日常物品无缝结合。

3. 智能化： 传感器不再仅仅是数据采集器，而是与人工智能算法深度结合，实现实时决策和预测性维护。

4. 应用驱动： 技术发展强烈依赖于应用场景，从工业机器人到消费电子，再到医疗健康，每个细分市场都对传感器的性能、成本和可靠性提出了独特要求。

随着材料科学和微电子技术的进步，柔性触觉传感器将继续“软化”和“智能化”，最终像空气一样融入我们生活和生产的方方面面，无声无息地赋予机器感知世界的“皮肤”。