【行业研究报告】机械设备-人形机器人行业观点报告：腱绳传动是人形机器人灵巧手的主流传动方式，看好腱绳材料方向

腱绳传动是人形机器人灵巧手的主流传
动方式，看好腱绳材料方向
动方式，看好腱绳材料方向
——人形机器人行业观点报告
◼主要观点
1、腱绳传动是人形机器人灵巧手的主流传动方式
(1)腱绳材料是灵巧手的“肌腱”。人形机器人腱绳材料是指用于连接
和固定机器人关节的细绳或纤维绳，主要功能是模拟人体肌腱的作
用，通过拉动或放松绳索来驱动关节运动。腱绳材料是灵巧手的“肌
腱”，牵引手指活动，完成各种动作，是提升灵巧手的精细控制能力
和轻量化的重要材料。人形机器人腱绳材料主要分为高分子纤维类和
金属类。
(2)腱绳传动是人形机器人灵巧手的主流传动方式。人形机器人灵巧手
传动主要分为腱绳传动式、齿轮传动式以及连杆传动式。其中，腱绳
传动是人形机器人灵巧手的主流传动方式，特斯拉Optimus灵巧手创
新型采用“行星齿轮箱+丝杠+腱绳”结构，奠定腱绳材料在灵巧手系
统中的核心地位。腱绳传动对于空间狭小、传动精密的灵巧手空间设
计较为友好，适用于高自由度灵巧手。
2、人形机器人腱绳材料产业链上游原材料包括超高分子量聚乙烯
（UHMWPE）树脂、钨丝、不锈钢丝等，下游应用于各类机器人
人形机器人腱绳材料行业产业链上游主要包括原材料和生产设备，其
中原材料包括超高分子量聚乙烯（UHMWPE）树脂、钨丝、不锈钢
丝、芳纶纤维、乙烯、聚合催化剂、抗氧化剂等，生产设备包括凝胶
纺丝机、热处理炉、捻线机等；产业链下游应用领域为人形机器人、
工业机器人、医疗机器人等。
3、主流腱绳材料——超高分子量聚乙烯纤维（UHMWPE）
（1）当前腱绳材料的主流选择主要是两种，高强度钢丝、超高分子量
聚乙烯纤维（UHMWPE）。其中UHMWPE纤维在水中的自由断裂长
度为无限长，相同粗度UHMWPE纤维承受的最大质量约为钢丝绳的8
倍，强度是钢材的16倍，其质量与强度之比较芳纶高出四成，是目前
世界上强度最高的聚合物纤维。UHMWPE纤维具有卓越的力学性能、
突出的耐冲击性能、优异的耐磨性能、稳定的耐化学腐蚀性、良好的
耐光性、良好的疏水性、耐水耐湿性、电绝缘性和较长的曲折寿命。
（2）超高分子量聚乙烯纤维的多种制备方法目前只有冻胶纺丝－超倍
拉伸法应用最成熟且实现了工业化生产。超高分子量聚乙烯纤维的制
备方法包括增塑熔融纺丝法、固体挤出法、超拉伸或局部拉伸法、表
面结晶生长法和冻胶纺丝－超倍拉伸法等，但目前只有冻胶纺丝－超
倍拉伸法应用最成熟且实现了工业化生产。根据所采用的溶剂不同，
冻胶纺丝－超倍热拉伸法又可分为干法工艺和湿法工艺两种：干法工
艺路线采用以荷兰DSM公司为代表的高挥发性溶剂干法凝胶纺丝工艺
路线；湿法工艺路线采用以美国霍尼韦尔公司为代表的低挥发性溶剂
湿法凝胶纺丝工艺路线。相较于湿法路线纺丝，干法路线工艺流程
短，其制备的纤维表面平整、缺陷少、柔软、结晶度高、纤维密度
大、熔点高、溶剂残留低。但湿法工艺强度高、单丝更粗、溶剂成本
低、安全，相对简单成熟，因此成为目前国内外纤维企业主流工艺。
行业:机械设备
日期:
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