www.188betkr.com 讯当下科技发展势头迅猛，人形机器人已不再是停留在构想中的科幻元素，而是稳步迈入现实应用场景。其中，支撑灵巧手实现精准动作的腱绳材料，正从行业内的“小众部件”走向大众视野，凭借关键作用成为科技领域的新焦点。
机器人发展催生腱绳材料需求
灵巧手是赋予人形机器人操作能力的核心部件，其性能直接决定了机器人在复杂任务中的表现。传统的机器人关节驱动方式，如扭力弹簧驱动，存在着体积大、响应慢、能耗高以及灵活性不足等问题。为了实现更接近人类手部的灵活操作，模拟人体肌腱牵引机制的腱绳传动应运而生。
腱绳传动是使用类似人类手指的腱和绳索结构，通过拉动或放松绳索来驱动手指的关节运动。首先，由电机提供动力源，经齿轮箱减速增扭后驱动滚珠丝杠；随后，滚珠丝杠通过其配套的螺母，将电机输出的旋转运动高效转换为直线运动；在此基础上，预先套设在螺母上的腱绳形成闭合腱环，当螺母沿丝杠做直线位移时，便会同步拉动与灵巧手手指指骨相连的腱绳，最终带动手指围绕关节轴完成预期的转动动作。
从性能优势来看，一方面，它能将体积和重量较大的驱动器与末端执行机构（手指）分离，大幅减轻末端负载与运动惯量，有效提升灵巧手抓取动作的响应速度和动态灵活性；另一方面，腱绳本身具备柔性特质，传动布局可根据空间需求灵活调整，尤其适用于灵巧手这类内部空间狭小、且需要驱动多个自由度（多关节独立运动）的复杂传动场景。
腱绳传动结构及原理 来源：《基于腱绳驱动的仿人灵巧手》（刘阳等）
技术迭代推动腱绳材料革新
腱绳作为动力传递核心部件，其性能直接决定设备运行精度与寿命。随着技术迭代加速，腱绳材料正经历从传统到高性能的革新升级。
早期腱绳多采用尼龙、涤纶等常规高分子材料，虽成本低、易加工，但在反复牵拉中易出现拉伸形变，且耐磨性差，长期使用后传动精度明显下降，难以满足高精度设备需求。随后，钢丝、不锈钢丝绳开始应用，其强度与刚性显著提升，却因重量大、易锈蚀，增加了末端执行机构负载，限制了设备运动灵活性。
如今，碳纤维复合绳、UHMWPE（超高分子量聚乙烯）纤维绳等新型材料成为主流。以UHMWPE纤维绳为例，其拥有卓越耐磨性与抗疲劳性，密度仅为0.97-0.98g/cm3，可漂浮在水面上，能够满足轻量化需求。
市场需求促使腱绳材料热度飙升
随着人形机器人技术的不断成熟和应用场景的日益拓展，对腱绳材料的需求呈现出爆发式增长。
以特斯拉Optimus为例，其新一代灵巧手采用了“行星齿轮箱+丝杠+腱绳”的创新结构，22个自由度依赖17个线性执行器模块与腱绳协同实现精准操控。跟据MarketsandMarkets数据，2024年全球机器人灵巧手市场规模达12亿美元，预计到2030年将增至120亿美元，年复合增长率达45%。作为核心耗材的腱绳，其需求将随着灵巧手渗透率的提升而呈现指数级增长。
Optimus 灵巧手采用腱绳传动 来源：特斯拉
发展前景与挑战并存
从市场规模来看，预计在未来几年内，随着人形机器人及相关应用领域的快速发展，腱绳材料市场规模也将持续增长。
然而，腱绳材料行业在蓬勃发展的同时，也面临着诸多挑战。技术替代风险不容忽视，一旦碳纳米管纤维等新型材料实现量产且成本降低到一定程度，可能对现有的UHMWPE纤维市场造成冲击。人形机器人的量产进程也存在不确定性，如果特斯拉Optimus等标杆产品的产能不及预期，将直接影响腱绳材料的市场需求。此外，国际贸易壁垒也可能对企业的出口业务和全球市场布局造成阻碍。
但总体而言，随着技术的不断进步和市场需求的持续释放，人形机器人腱绳材料行业前景广阔。在这场材料革命中，谁能率先突破技术瓶颈，满足市场对高性能、低成本腱绳材料的需求，谁就能在激烈的市场竞争中抢占先机，引领行业发展的潮流。
参考来源:
刘阳.基于腱绳驱动的仿人灵巧手
国盛证券《机器人腱绳：渗透加速，重视超高分子量聚乙烯》
长江证券《腱绳传动前景可期，高性能纤维打开空间》
(www.188betkr.com 编辑整理/月明)
注:图片非商业用途，存在侵权告知删除!
