超高分子量聚乙烯機器人腱繩

　　超高分子量聚乙烯機器人腱繩在一定程度上模擬了人手的肌腱結構，腱繩傳動使得大型的驅動器遠離了執行機構，減輕末端的負載和慣量，提升了抓取的速度，靈活性大大提升。同時腱繩適用于空間狹小且需要驅動自由度數目較多的傳動場合，較連桿等傳動方式更節省空間。然而腱繩傳動也有其應用難點，包括負載能力較弱，預緊力變化大，負載越大效率越低等。

　　機器人腱繩材料

　　機器人腱繩材料整體分為不銹鋼、高分子纖維兩大類，高分子纖維的使用更為廣泛。材料的選擇除了要考慮強度和模量以外，還應在長期工作中具有較低的蠕變，并適應高低溫和輻射。鋼絲繩兩端難以固定，并且只能采用較大的繞線半徑，負載能力小，壽命短，高分子纖維使用更為廣泛。

　　用于連接和固定，通常由高強度材料制成，比如UHMWPE（超高分子量聚乙烯纖維）。

　　超高分子量聚乙烯纖維憑借高強度、輕量化及優異柔韌性，在機器人靈巧手腱繩、輕量化外殼型材、柔性關節保護件等場景具備顯著技術適配優勢。

　　選擇繩驅方案是因其對靈巧手而言潛力最大。通過電機外置設計，繩驅方案能在結構上解決靈巧手尺寸、自由度、負載、速度的“不可能四角”的問題，同時這四個方面做到極高水平，接近人手性能，這是其他方案無法實現的。

　　機器人腱繩：前景廣闊的靈巧手傳動方式

　　靈巧手是人形機器人的關鍵部件。靈巧手具有負載能力、運動能力、控制能力和感知能力等，對人形機器人的功能實現至關重要。靈巧手的技術壁壘極高，一個典型的靈巧手硬件系統通常由以下幾個關鍵部分組成：1）驅動系統：提供動力，使手指能夠進行各種運動。驅動系統包括電機、氣動和液壓等類型。2）傳動系統：將驅動系統產生的動力轉換為手指關節的運動。傳動系統包括絲杠、齒輪、連桿、繩索和腱繩等。3）傳感器系統：靈巧手通過傳感器感知物體的形狀、大小、溫度、位置等。4）控制系統：通過算法和軟件對驅動系統和傳動系統進行精確控制，以實現預定的手部運動和任務執行。

　　腱繩行業產業鏈上游為超高分子量聚乙烯纖維粉料，超高分子量聚乙烯纖維因輕量化、高耐磨性占據成本主導，金屬材料則在高承載場景不可替代；中游為腱繩制造與集成，涉及纖維編織、表面處理、傳動結構設計，并集成滾珠絲杠、行星齒輪箱等關鍵部件等；下游主要應用于人形機器人靈巧手、手術機器人及工業柔性抓取，及其他領域等。

　　UHMWPE 纖維：最新一代產業化的有機纖維

　　超高分子量聚乙烯纖維是工業化的新型高性能纖維。超高分子量聚乙烯纖維（Ultra High Molecular Weight Polyethylene Fiber，簡稱 UHMWPE 纖維），又稱高強高模聚乙烯纖維，通常指由分子在 100萬-500 萬的超高分子量聚乙烯樹脂所紡出的纖維。UHMWPE 纖維外觀白色，密度為 0.97-0.98g/cm3，是目前世界上工業化的比強度和比模量最高的纖維，是繼碳纖維、芳綸后的第三代高性能纖維且密度最小的高性能纖維，通過制造 UD 布（無緯布）、包覆紗、復合紗、繩網、紡織面料等，進一步廣泛應用于軍事裝備、海洋產業、安全防護、紡織、體育器材、醫療、建筑等多個領域。