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超高分子量聚乙烯机器人腱绳

超高分子量聚乙烯机器人腱绳在一定程度上模拟了人手的肌腱结构，腱绳传动使得大型的驱动器远离了执行机构，减轻末端的负载和惯量，提升了抓取的速度，灵活性大大提升。同时腱绳适用于空间狭小且需要驱动自由度数目较多的传动场合，较连杆等传动方式更节省空间。然而腱绳传动也有其应用难点，包括负载能力较弱，预紧力变化大，负载越大效率越低等。

机器人腱绳材料

机器人腱绳材料整体分为不锈钢、高分子纤维两大类，高分子纤维的使用更为广泛。材料的选择除了要考虑强度和模量以外，还应在长期工作中具有较低的蠕变，并适应高低温和辐射。钢丝绳两端难以固定，并且只能采用较大的绕线半径，负载能力小，寿命短，高分子纤维使用更为广泛。

用于连接和固定，通常由高强度材料制成，比如UHMWPE（超高分子量聚乙烯纤维）。

超高分子量聚乙烯纤维凭借高强度、轻量化及优异柔韧性，在机器人灵巧手腱绳、轻量化外壳型材、柔性关节保护件等场景具备显著技术适配优势。

选择绳驱方案是因其对灵巧手而言潜力最大。通过电机外置设计，绳驱方案能在结构上解决灵巧手尺寸、自由度、负载、速度的“不可能四角”的问题，同时这四个方面做到极高水平，接近人手性能，这是其他方案无法实现的。

机器人腱绳：前景广阔的灵巧手传动方式

灵巧手是人形机器人的关键部件。灵巧手具有负载能力、运动能力、控制能力和感知能力等，对人形机器人的功能实现至关重要。灵巧手的技术壁垒极高，一个典型的灵巧手硬件系统通常由以下几个关键部分组成：1）驱动系统：提供动力，使手指能够进行各种运动。驱动系统包括电机、气动和液压等类型。2）传动系统：将驱动系统产生的动力转换为手指关节的运动。传动系统包括丝杠、齿轮、连杆、绳索和腱绳等。3）传感器系统：灵巧手通过传感器感知物体的形状、大小、温度、位置等。4）控制系统：通过算法和软件对驱动系统和传动系统进行精确控制，以实现预定的手部运动和任务执行。

腱绳行业产业链上游为超高分子量聚乙烯纤维粉料，超高分子量聚乙烯纤维因轻量化、高耐磨性占据成本主导，金属材料则在高承载场景不可替代；中游为腱绳制造与集成，涉及纤维编织、表面处理、传动结构设计，并集成滚珠丝杠、行星齿轮箱等关键部件等；下游主要应用于人形机器人灵巧手、手术机器人及工业柔性抓取，及其他领域等。

UHMWPE 纤维：最新一代产业化的有机纤维

超高分子量聚乙烯纤维是工业化的新型高性能纤维。超高分子量聚乙烯纤维（Ultra High Molecular Weight Polyethylene Fiber，简称 UHMWPE 纤维），又称高强高模聚乙烯纤维，通常指由分子在 100万-500 万的超高分子量聚乙烯树脂所纺出的纤维。UHMWPE 纤维外观白色，密度为 0.97-0.98g/cm3，是目前世界上工业化的比强度和比模量最高的纤维，是继碳纤维、芳纶后的第三代高性能纤维且密度最小的高性能纤维，通过制造 UD 布（无纬布）、包覆纱、复合纱、绳网、纺织面料等，进一步广泛应用于军事装备、海洋产业、安全防护、纺织、体育器材、医疗、建筑等多个领域。