人形机器人腱绳材料行业分析：核心部件迎量产前夜智能化与集中化趋势渐明

2025-11-19 10:46

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前言：

作为决定灵巧手性能的关键传动部件，腱绳材料行业正伴随人形机器人产业的爆发而驶入快车道。在特斯拉Optimus等巨头的示范效应下，市场需求日益明确，吸引特种纤维、金属微丝等多路厂商涌入。然而，人形机器人腱绳材料行业高技术壁垒与标准化挑战并存，未来竞争格局将趋向于拥有核心材料技术与一体化解决方案能力的头部企业集中，且产品智能化、功能集成化已成为明确的技术演进方向。

1、腱绳传动是灵巧手应用最广泛的传动方案

灵巧手一般安装于机器人腕部的末端，是直接执行任务的装置，对提高机器人的柔性和易用性有着极为重要的作用，其性能的优劣在很大程度上决定了整个机器人的工作性能。随着机器人向工业深度应用和服务、健康、军事、航空航天等领域的不断拓展，机器人与目标对象和环境的交互需求和能力越来越强。

根据伟德betvictor体育官网发布的《中国人形机器人腱绳材料行业现状深度研究与未来投资预测报告（2025-2032年）》显示，灵巧手由驱动系统、传动系统、感知系统和控制系统构成。具体的传动形式可分为腱绳传动、连杆传动、齿轮传动。当中腱绳传动的工作原理是采用腱绳（如钢丝绳或高分子材料绳）作为传动介质，利用滑轮或卷绕机构实现动力传输。腱绳传动能够减少系统重量，提高灵活性，同时降低摩擦损耗，使得灵巧手的动作更加平滑自然。腱绳在一定程度上模拟了人手的肌腱结构，通过将电机、减速箱、丝杠置于手臂中，减轻末端的负载和惯量，提升抓取速度，适合空间狭小且需要驱动自由度数目较多的灵巧手场景，但腱绳传动的负载能力弱。

灵巧手传动方式区别

传动方式	优点	缺点	应用场景
腱绳传动	较好的传动柔性，指尖抓取适应性；高灵活度，在狭小空间中实现多自由度驱动	手掌端力量负载弱；预紧力不稳	轻量化，紧凑型需求；高精准需求
连杆传动	刚性强，可抓取大型物体；易加工制造，快速实现	抗冲击弱；空间需求高；笨重柔性不足，抓握不规则形状物体时包络性和自适应性差	有控制成本需求
齿轮传动	稳定性强，手指独立；驱动灵活，传递效率高	笨重柔性不足；抗冲击弱，空间需求高；结构复杂，所需的齿轮数目较多	低精度，高负载需求

资料来源：伟德网上平台官网查询整理

腱绳传动是应用最广泛的传动方案。腱绳传动是指通过腱绳和缠绕腱绳的辅助装置把驱动源的力矩传送到手指各个关节上的传动方式，基本的工作原理是置于灵巧手前臂中的电机先驱动滚珠丝杠，借助螺母将滚珠丝杠转动变为平动，螺母上缠绕着腱绳，通过拉动实现手指绕关节轴的转动运动。

特斯拉灵巧手

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资料来源：特斯拉官网

2、人形机器人腱绳材料行业供给端：多元化参与者涌入，高壁垒特征明显

目前，人形机器人腱绳材料行业正迎来多元化参与者的涌入。其中，掌握超高分子量聚乙烯、芳纶、PBO等尖端技术的特种纤维企业居于核心地位，凭借其材料优势顺势向下游延伸；同时，专注于高强度不锈钢微丝、钴基合金丝的高端金属企业，以其耐高温、抗蠕变特性切入特定高负载场景；而传统高性能绳缆企业则依托成熟的复捻与编织工艺，从海洋工程、航空航天等领域跨赛道转型。此外，部分头部机器人厂商为掌控供应链主导权，选择自研路径，如特斯拉Optimus已展示其定制化腱绳方案。

然而，尽管参与者众多，人形机器人腱绳材料行业却呈现出显著的高壁垒特征：技术层面需同时满足高比强度、低伸长率、高耐弯曲疲劳等近乎苛刻的物理性能要求；工艺与认证层面涉及精密编织、涂层处理等复杂工序，且下游机器人厂商认证周期长、标准严苛；更存在跨学科协同的壁垒，要求企业必须深度理解机器人传动系统的整体设计，与电机、关节等环节实现技术联动。

我国人形机器人腱绳材料行业进入壁垒

<strong>我国人形机器人腱绳材料行业进入壁垒</strong>

资料来源：伟德网上平台官网查询整理

3、人形机器人产量上升，对腱绳材料需求不断增加

当前，全球人形机器人产业正迎来其“iPhone时刻”，以特斯拉Optimus为代表的行业巨头加速推进，在全球范围内引爆了对该产业的关注与资本投入，从而为上游的腱绳材料创造了明确且紧迫的市场需求。在中国市场，近年来，我国人形机器人产量持续上升，预计2032年将达到35.9万台，为腱绳材料行业提供强劲的需求增长动力。

数据来源：伟德网上平台官网查询整理

在技术层面，腱绳传动相较于谐波减速器等传统刚性方案，具备轻量化、高功率密度及远端灵活布置等显著优势，不仅能有效降低关节重量与整体系统成本，更代表了传动技术演进的重要方向。这一趋势同时获得了政策与资本的双重加持，我国政府对智能制造与机器人产业的大力支持，与持续涌入的市场资本共同为产业链的研发与创新提供了丰沃土壤。

4、我国人形机器人腱绳材料行业仍面临多重挑战，未来发展趋势清晰

在当前发展阶段，我国人形机器人腱绳材料行业仍面临多重挑战。首先，材料本身的技术成熟度仍显不足，其长期耐久性、抗磨损能力及在复杂工况下的稳定性，均需通过大量实验进行系统验证。与此同时，行业尚缺乏统一的产品标准与测试规范，如何确保每一根腱绳在性能上具备高度一致性和超强可靠性，是实现规模化应用的重要前提。此外，成本控制与规模化生产亦构成现实瓶颈，当前高性能纤维原料价格高昂，加之精密加工工艺的良品率仍有待提升，共同制约了整体成本的下降空间。

未来，我国人形机器人腱绳材料行业发展趋势主要包括：材料体系创新、智能化与功能集成、产业链协同深化等等。

我国人形机器人腱绳材料行业发展趋势

趋势	简述
材料体系创新：从性能叠加到功能融合	创新将超越单一材料的性能优化，转向多材料、跨维度的系统集成。具体而言，将以超高分子量聚乙烯纤维作为承重骨架提供核心强度，在其外层复合特种工程聚合物涂层以极致耐磨，更关键的是在内层编织光纤布拉格光栅或导电性传感纤维，从而将单纯的传动肌腱升级为具备实时状态自感知能力的“神经腱索”，实现从被动传动到主动感知的功能质变。
智能化与功能集成：从关键部件到子系统的进化	未来的腱绳将演变为一个独立的智能子系统。通过深度集成传感单元，它能够毫秒级地监测自身的张力、形变、温度乃至微损伤，并将这些数据反馈给机器人的“中央神经系统”。这不仅实现了预测性维护，避免作业中的突然断裂，更能为机器人的力控精度、柔顺交互提供关键数据闭环，是实现高仿生运动与安全交互的核心使能技术。
产业协同深化：从供应链到“创新共同体”	产业合作模式将从简单的“采购-供应”关系，升级为“共同定义、联合研发”的战略联盟。这意味着将出现一批能够提供“材料-设计-制造”一体化解决方案的供应商，它们在前端就与机器人公司锁定，共同定义腱绳的规格、性能指标与集成接口。这种深度绑定将大幅缩短研发周期，优化系统性能，并构筑起极高的客户粘性与技术壁垒。
市场集中化：从百花齐放到强者恒强	在当前的技术探索期过后，一旦主流技术路线趋于明朗，行业将迎来快速的整合与集中。届时，具备核心材料专利、掌握规模化精密工艺能力、并已与头部机器人厂商形成深度绑定的企业，将凭借其技术、成本和生态优势，迅速占领绝大部分市场份额。最终，该细分领域将呈现出高集中度的寡占格局，新进入者的门槛将变得极高。