在工业机器人领域，从机械臂关节驱动到末端执行器操作，从精密装配到重型搬运，扭矩控制贯穿机器人运动的全流程，直接决定动作精度、负载能力与运行安全性。扭矩传感器作为机器人动力系统的重要组件，与压力传感器形成功能互补，共同构建工业机器人的智能控制体系。
一、扭矩控制 工业机器人的精度与负载重要支撑
在工业机器人运行中，扭矩控制直接影响关键性能指标。例如，机械臂关节扭矩波动超过 ±3% 会导致定位精度下降，使精密装配的误差扩大；协作机器人的扭矩不均会造成力反馈偏差，导致人机交互时的安全响应延迟。传统机械扭矩控制依赖齿轮箱 backlash 补偿或经验参数调节，而现代智能机器人通过扭矩传感器构建的闭环系统，可将扭矩波动精准控制在较低水平，使定位精度与负载能力得到有效提升。
压力控制在机器人液压系统与气动夹爪中同样关键。液压伺服系统的压力波动会导致重型机器人的运动平滑度下降，气动夹爪的压力不稳会造成工件抓取可靠性降低。压力传感器通过实时监测系统压力，确保液压机器人的运动平稳性与气动夹爪的抓取可靠性得到提升。
扭矩与压力控制的协同价值体现在三个核心场景：
二、扭矩传感器与压力传感器的技术差异及协同应用
（一）技术原理与测量对象
（二）应用场景协同
扭矩传感器是机器人旋转动力的重要测量工具，直接决定关节运动的力矩输出；压力传感器是流体动力的关键监测部件，保障液压 / 气动系统的压力均衡。二者在重型搬运机器人中形成高效协同：扭矩传感器监测减速机输入扭矩以调整电机转速，压力传感器检测液压泵输出压力以控制油缸推力，共同实现 “扭矩 - 压力” 的双重精准控制，确保工件的平稳搬运与定位。
三、适配工业机器人的扭矩传感器技术类型
1. 应变片式扭矩传感器：通用场景的实用选择
基于电阻应变原理，采用铝合金或钛合金弹性体，表面粘贴高精度应变片，通过全桥电路实现扭矩信号转换。其优势在于成本与性能平衡、响应速度快，适用于搬运机器人、码垛机器人等中负载场景。在汽车生产线的搬运机器人中，该传感器实时监测关节扭矩，通过控制系统动态调整伺服电机电流，使机械臂的重复定位精度得到提升，满足精密搬运需求。
2. 磁弹性式扭矩传感器：恶劣环境的可靠选择
利用铁基合金的磁致伸缩效应，扭矩作用下内部磁路变化通过感应线圈输出信号。其抗振动、耐粉尘、耐高温的特性，使其成为铸造、焊接等恶劣环境的理想选择。在重工企业的焊接机器人中，磁弹性式传感器监测焊枪旋转扭矩，配合抗电磁干扰设计，显著提升焊接过程的稳定性与焊缝质量。
3. 光纤式扭矩传感器：精密场景的高精度方案
基于光纤布拉格光栅技术，扭矩导致光纤光栅轴向应变，反射光波长漂移经解调仪实现测量。其抗电磁干扰、体积小、精度高的优势，特别适合精密装配、微电子操作等场景。在半导体晶圆搬运机器人中，分布式光纤传感器以高频采样监测末端执行器扭矩，通过边缘计算实时调整夹爪力度，满足晶圆的无损伤搬运要求。
四、典型工业机器人场景深度解析
1. 精密装配的扭矩 - 力位协同控制
在 3C 产品装配机器人的腕部关节，扭矩传感器与六维力传感器协同工作，实时监测装配过程的扭矩与力信号。当检测到螺纹紧固扭矩超过设定值时，系统自动停止旋转并反馈补偿角度，有效提升螺纹装配的良品率，同时避免因过扭矩导致的工件损坏。
2. 协作机器人的安全扭矩监测
在人机协作机器人的关节处，扭矩传感器实时监测异常力矩突变。当外部冲击力导致扭矩超过安全阈值时，系统快速触发安全停机，降低人机碰撞的冲击力，满足协作安全标准，显著提升人机共融场景的安全性。
3. 重型机器人的负载扭矩优化
在汽车主机厂的焊装机器人中，扭矩传感器与压力传感器联动控制。传感器实时监测机械臂负载扭矩，当检测到工件重心偏移导致扭矩不均时，系统自动调整液压平衡缸的压力分布，提升负载引起的关节角度控制精度，使汽车白车身的焊接精度得到有效提升。
五、技术挑战与创新方向
1. 高精度与微型化平衡
随着机器人向轻量化、模块化发展，需在有限空间内实现高精度扭矩测量。未来将聚焦：
2. 恶劣环境适应性突破
针对焊接飞溅、铸造高温、粉尘污染等场景，需提升传感器的环境耐受性：
3. 智能化与边缘计算融合
随着机器人向自主决策升级，扭矩传感器正从 “数据采集” 向 “智能分析” 进化：
六、行业趋势与市场洞察
全球工业机器人扭矩传感器市场呈现三大发展特征：
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