2025年机器人腱绳行业深度分析:市场空间、发展趋势、产业链及相关公司深度梳理
- 来源:慧博智能投研
- 发布时间:2025/05/21
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机器人腱绳行业深度分析:市场空间、发展趋势、产业链及相关公司深度梳理。随着人工智能与机器人技术的飞速发展,人形机器人正逐渐从科幻走向现实,成为推动社会进步与产业升级的关键力量。其中,腱绳作为灵巧手等关键部件的核心传动方案,凭借其轻量化、高强度、高灵活性等独特优势,正成为行业关注的焦点。腱绳材料的创新与应用,也决定了机器人灵巧手的性能与效率,更在一定程度上影响着人形机器人未来的发展方向。本文将深入剖析腱绳行业的产业链布局、市场规模以及未来发展趋势,同时对相关重点企业进行梳理,旨在为读者提供一份全面、深入的参考,揭示这一细分领域的巨大潜力与广阔前景。
一、行业概述
1、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。
机械传动机构的选择对于灵巧手的性能至关重要。灵巧手具备驱动器之后需要借助机械传动将动力传导 给执行末端。一方面,它决定了机械设计的难易复杂程度以及成本,另一方面则直接影响灵巧手传动的 效率和可靠性。灵巧手的主要传动方式有齿轮传动、连杆传动以及腱绳传动等。 腱绳传动:机理是起到“肌腱”的作用,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。一般电机通过齿轮箱驱动滚珠丝杠,通过滚珠丝杠上的螺母把旋转运动转换为直线运 动,腱绳形成一个腱环套在螺母上,螺母拉动连接在灵巧手手指指骨上的腱绳,实现手指绕关节轴的转 动运动。为避免腱绳之间的干扰,腱绳外侧采用外包裹导管的形式。线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。同时,腱绳传动布局灵活,适合空间狭小且需 要驱动自由度数目较多的传动场合。
连杆传动:多用于工业和商业用途,手指的运动和动力由刚性连杆传递,能够抓取大型的物体且结构设 计紧凑,可以完成包络抓取。但是在远距离的控制上就比较困难,容易发生弹射,抓取的空间较小。 齿轮/蜗轮蜗杆传动:在工业机器人中应用较广泛,这种方式能获得稳定的传动比,传递效率高、可靠 性强。然而,齿轮本身的重量加大了整体的重量和惯性;

腱绳方案赋予灵巧手更好的灵活度、顺应轻量化,渗透前景极佳。传统机器人传动方式存在体积大、响 应慢、能耗高等缺陷,腱绳通过模拟人体肌腱的牵引机制,利用高强度材料传递动力,显著提升了灵巧 手的轻量化与灵活度。通过腱绳特定材料的选择可显著减轻人形机器人灵巧手重量,进而提高操作的灵 活性、精准度、负载能力,减少灵巧手在运动时的能耗,延长电池的使用时间。此外,轻量化材料的使 用可以减少人形机器人运动时的摩擦和阻力,从而降低能量消耗,使人形机器人能够适用复杂的环境。 受益于性能的天然优势,目前腱绳逐渐成为愈发受到业内重视的人形机器人传动方式,渗透前景极佳。
2、主流的腱绳传动方案
腱绳通常与滑轮搭配使用,根据腱绳与滑轮在灵巧操作手的位置不同,主流的腱绳传动方案包括 N 型、 N+1 型、2N 型三种,每种方案都有其独特的优势和适用场景。其中“N 型”传动方案驱动器数目最少, 这种设计能够有效降低驱动系统的整体尺寸,降低电气系统与控制系统的复杂程度,提高了系统的可靠 性,但 N 型传动方案需要预紧装置来确保腱绳的张力;“N+1 型”传动方案所需的腱绳数目最少。然而,这种方案的一个显著缺点是单个腱绳与单个驱动单元的负载较大,导致驱动单元尺寸较大,牺牲了系统 的紧凑性和灵活性;“2N 型”传动方案的承载能力较强,动态特性较好,但所需驱动单元数目较多,机 构尺寸偏大,可能会影响灵巧手的整体灵活性和操作空间。
3、腱绳材料
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。
在腱传动灵巧手中,腱绳材料的选择至关重要,因为腱绳涉及动力传递,且作为末端传递单元,直接影 响手指执行效果的精度,所以腱绳需要满足高强度、低耐磨、较好的蠕变性、摩擦系数低等特点。在强 度以及抗蠕变性能上面,UHMWPE 纤维、PBO 纤维相比芳纶纤维、碳纤维、钢丝绳更具优势。 UHMWPE 纤维规格从 50D-1600D 不等,强度在 34-42≥cN/dtex 强度为主。其强度是优质钢材的 15 倍、玻璃和尼龙 66 的 4 倍、碳纤维的 2.6 倍、芳纶纤维的 1.7 倍。
二、腱绳材料行业政策
政策推动机器人行业发展,从而带动腱绳需求。近些年,随着智能制造的发展,国家和地方政府对机器 人灵巧手的发展给予了高度重视;《工业机器人行业规范条件(2024 年版)》中指出:进一步规范工 业机器人行业管理,引导企业良性竞争,推动行业高质量发展。
三、腱绳应用案例
Musk 曾透露灵巧手占整机开发的 60%,且特斯拉每次展示都重视灵巧手的操作功能。从蜗轮蜗杆到腱 绳,在研下一代灵巧手。2022 年 10 月特斯拉展示第一代灵巧手,采用空心杯电机驱动+腱绳蜗轮蜗杆 传动。2023 年 11 月发布第二代灵巧手延续技术路线。2024 年 11 月特斯拉发布第三代灵巧手,采用行 星齿轮箱+丝杠+腱绳结构。2025 年 1X NEO Gamma 家政机器人发布,为腱绳在灵巧手及全身关节驱 动领域打开了应用空间。除此之外,近年来国际产业、学术界持续探索腱绳驱动灵巧手方案,诞生出 Shadow Hand、Anthropomorphic Robot Hand、Washington Hand、ISRSoft Hand 等产品。

1、Optimus 三代灵巧手
OptimusGen-1 灵巧手方案:空心杯电机驱动+腱绳蜗轮蜗杆传动,具备自适应能力和防反驱特性。 根据特斯拉在 2022 年人工智能日上展示的结构设计,OptimusGen-1 灵巧手采取欠驱动设计,单手拥 有 6 个执行器,可以实现 11 个自由度。OptimusGen-1 灵巧手的执行器主要包括空心杯电机、蜗轮蜗杆、 绳驱,食指到小拇指的四根手指分别被一个空心杯电机模组驱动,四个空心杯电机模组沿手指方向纵置 在手掌内,拇指有两个空心杯电机模组,驱动拇指的电机横置在手掌内;空心杯电机输出端连接蜗杆, 带动蜗轮旋转,同时蜗轮上有绳驱的绕线轴会随其转动,当电机转动时,绕线轴会转动通过卷线来实现 手指运动。这样设计的手指具有防反驱特性,可以避免电机在抓握物体时长时间堵转发热。 OptimusGen-2 灵巧手采用全手指触觉传感器,性能优化明显。2023 年 12 月 13 日,特斯拉展示了最 新迭代的人形机器人 OptimusGen-2,该版本性能提升明显。OptimusGen-2 的单手自由度仍然是 11 个, 但是响应速度和执行速度更快,其中手指部分使用了全手指触觉传感器,帮助人形机器人实现精细化操 作。根据特斯拉展示视频,OptimusGen-2 手部活动更加连贯拟人,能够精准抓握细小易碎物品。 OptimusGen-3 灵巧手创新性采用了“行星齿轮箱+丝杠+腱绳”结构,自由度由 11 个翻倍提升至 22 个。OptimusGen-3 灵巧手使用了行星齿轮箱+丝杠+腱绳结构,而在早期仅使用蜗轮蜗杆,新一代的灵 巧手用腱绳实现三级传动连接模组和末端手指,不仅提高了灵活性,还解决了重量与灵活性的问题:一 级传动是行星齿轮箱,可以减速和放大扭矩,提高传动效率和精度。二级传动采用了高精度的丝杠,比 如行星滚柱丝杠,把旋转运动变成了直线运动,有效提升了灵巧手的精度和载荷能力。三级传动因为手臂模组到手指的距离远,所以选择了腱绳方案。腱绳驱动也使得灵巧手的自由度大幅提升,拥有 22 个 自由度,是上一代的两倍。
2、1X NEO Gamma 家政机器人
1X 公司发布家庭服务机器人 Neo Gamma,该款机器人定位 C 端家用产品,接入 Gpt4 具备语言、视觉、 运动模型能力,大量使用腱绳驱动,灵巧手具备 20 个自由度。为机器人 C 端应用做出范例。 1X 发布家庭服务机器人 Neo Gamma,接入 GPT-4 多模态模型。Neo Gamma 的外观设计采用全针 织工艺的尼龙材料,3D 打印而成,柔软耐用且降低了与人类接触时的风险。其硬件可靠性提升了 10 倍, 噪音降低了 10 分贝,运行时噪音水平接近家用冰箱。Neo Gamma 接入了 GPT4 语言-视觉-运动模型, 能够进行自然对话并提供肢体语言反馈。该系统能够识别并抓取训练数据以外的未知物体,增强了在复 杂家务场景中的适应性和执能力。Neo Gamma 还可以实现实时的情感交互,提升了与用户的互动体验。 Neo Gamma 使用了大量腱绳驱动,适配家居场景。技术层面,Neo Gamma 大量采用腱绳驱动的关 节设计,该设计带有软质覆盖物,类似肌肉组织,使其运行安静且能够完成各种家居场景中的交互动作。 腱绳具有高抗拉强度且重量轻,易实现多自由度和远距离动力传输,节省空间和成本,是一种柔顺传动。 灵巧手腱绳有钢丝和高分子纤维两条技术路线,当前 UHMWPE 纤维为多数腱绳灵巧手的选择。 Neo Gamma 移动、操作灵活,搭配高精度灵巧手。Neo Gamma 配备了高精度灵巧手,拥有 20 个自 由度。通过腱绳回路的设计,手指能够实现自然的伸展和屈曲,具备灵活的物体操作能力。通过调节张 力,灵巧手能够实现手指的伸展、屈曲和握力调节,在减少执行器数量的同时,提升了抓握稳定性和精 细化操作能力。同时,Neo Gamma 采用多功能全身控制器,通过强化学习人类动作捕捉数据,能以 100Hz 频率实现自然步态行走、蹲坐、弯腰捡物等动作,并配合手臂摆动提升动作协调性。
四、市场空间
人形机器人共分为 5 个能力等级,Lv1 即实现走、跑、跳的基础能力;Lv2 即实现特定场景下特定功能; Lv3 即实现特定场景下多种任务;Lv4 即实现多场景下多种任务;Lv5 即实现全面具身智能,通过学习 可完成各种任务。人形机器人的终极目标是代替或辅助人类完成各种任务,进而填补劳动力缺口。从全 球厂商布局来看,人形机器人已然进入“军备竞赛”阶段。
远期 10 万亿级别市场,极具想象力。根据中国信息通信研究院《人形机器人产业发展研究报告超 2024 年)》预测,2028、2035、2040、2045 年,我国人形机器人将陆续进入 Lv2-Lv5 阶段,对应整机市 场空间分别为 50 亿、500 亿、1000-3000 亿、10 万亿级别超对应出货超 1 亿台)。
腱绳单机价值量高,1000 万台人形机器人出货对应 352 亿市场规模。自由度决定了灵巧手的灵活性, 每个自由度可搭配 2 根腱绳用于主动驱动以及被动约束。根据证券之星测算,22 自由度灵巧手需要 88 根腱绳超单只手 22*2=44 根,双手 44*2=88 根),按 40 元/根价格测算,单机价值量约 3520 元,预 计 1000 万台人形机器人出货超单手自由度 22)对应腱绳市场规模达 352 亿元。 除灵巧手以外,腱绳在全身关节等结构也具备应用场景,起到连接和固定作用。随着方案渗透及降本, 腱绳市场空间有望加速打开。
五、产业链分析
腱绳行业产业链上游为超高分子量聚乙烯纤维粉料、高强度钢丝等核心原材料,其中超高分子量聚乙烯 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。

1、产业链重点环节
(1)UHMWPE 粉料
UHMWPE 粉料供给:未来几年新增产能较多,主要集中在中国。UHMWPE(超高分子量聚乙烯) 粉料是 UHMWPE 纤维主要原材料。根据中国化工信息周刊公众号数据,2023 年,全球 UHMWPE 粉 料产能约 41.4 万吨/年,主要分布在亚洲、美洲和欧洲,产能区域集中度高,亚洲产能 24.0 万吨/年, 占全球产能 57.9%;美洲产能 10.9 万吨/年,占比 26.4%;欧洲产能 6.5 万吨/年,占比 15.7%。近年来 中国企业逐渐实现技术突破,掌握了 UHMWPE 粉料生产技术,产能扩张较快。截至 2023 年,我国 UHMWPE 主要生产企业共 10 家,产能合计 21.1 万吨/年。未来几年行业新增产能集中在中国,预计增 量为 46.3 万吨/年。 UHMWPE 粉料需求:过去几年复合增速约 10%,未来有望受益于腱绳增量需求。根据中国化工信息 周刊公众号数据,全球 UHMWPE 需求高速增长,2016—2023 年年均复合增长率达 9.3%。2023 年全 球需求量约为 37.6 万吨,较 2022 年增加 3.5 万吨,主要由于外科技术的进步及先进材料植入物的快速 发展,促进了医用级 UHMWPE 使用量的大幅提升。中国 2022 年 UHMWPE 消费量约 23 万吨,与全 球总消费量格局不同,中国将近半数用作生产锂电池隔膜。2022 年中国部分 UHMWPE 企业扩产,供 应能力提升,在下游需求快速增长的情况下,产量达到 17.1 万吨,进口量 6.5 万吨,出口量 0.6 万吨, 表观消费量 23 万吨,自给率从 2021 年的 70%上升到 74.3%。
由于 UHMWPE 分子量大、分子链之间的缠绕多,在熔融时呈凝胶弹性体,粘度大,流动性差,且临界 剪切速率低,给加工带来了极大困难,故当前产业链内利润较为丰厚的环节为 UHMWPE 粉料加工纺丝 环节。
(2)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。
UHMWPE 纤维需求量稳步增长。我国是 UHMWPE 纤维的第一大消费市场,市场从高速发展进入到 平稳发展时期,前两年下游各行业受到公共卫生问题影响,需求有所波动,增速放缓。2023 年中国 UHMWPE 纤维需求量达 3.4 万吨,占全球需求的 61%以上,2018-2023 年 CAGR 约 14.6%。随着我国 社会生活水平的不断改善以及国防建设的稳步发展,民用和军用两方面的需求将为 UHMWPE 纤维带来 更为丰富的市场活力。预计到 2028 年中国 UHMWPE 纤维行业总需求将达 5.54 万吨,年均复合增速 达 10.4%。
UHMWPE 纤维制备采取冻胶纺丝-超倍热拉伸法。UHMWPE 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。湿法路线纺丝强度高、单丝更粗、溶剂成本低、安全,相对简单成熟。
规格不同的 UHMWPE 纤维价格有差异。超高分子量聚乙烯纤维不同用途规格不同,直径、尺寸、物 理性质均会存在一定差异,市场销售价格大概在 5 万元/吨-15 万元/吨不等,产品品质越高销售价格越 高。
UHMWPE 纤维主要国外供应商包括美国埃万特、美国 Honeywell 和日本东洋纺三家企业。我国供应 商包括:九州星际、同益中、千禧龙纤、南山智尚、长青藤、恒辉安防、康隆达等。
(3)PBO 纤维:产业化进程初露头角
PBO 性能优异,工业化时间较晚。PBO 纤维,中文名为聚对苯撑苯并二噁唑纤维,具有超高强度、超 高模量、耐高温和高环境稳定性的特点,PBO 的工业化生产始于上世纪末的 1998 年,由日本东洋纺丝 公司以“Zylon”商标发布,因其优异的性能一出现就引起极大关注,被称为“21 世纪超级纤维”。现有 PBO 应用场景丰富,目前已在航空航天、国防军工、桥梁隧道、消防装备、竞技体育器材等领域投入使 用。
PBO 纤维的制备一般包括单体合成、聚合体合成和纤维纺丝三个步骤。目前比较常见的方法是将对苯 二甲酸和 4,6-二氨基间苯二酚盐酸盐在多聚磷酸溶剂中进行溶液加热聚合,所得聚合液为液晶状态,经 脱泡和过滤后可直接进行干喷纺而制得初纺丝。 单体:PBO 是由对苯二甲酸或对苯二甲酰氯与 4,6-二氨基-1,3-间苯二酚盐酸盐(DAR)缩聚而得到的 高分子聚合物,其中 DAR 是 PBO 的重要单体。美国陶氏化学公司掌握以三氯苯为起始原料进行合成 DRA 单体的技术,在合成过程中不会生成异构体,收率很高,对 PBO 的工业化生产起到了很大的作用。 我国企业中,鼎龙科技公告称是国内少数具备能够稳定工业化生产 PBO 单体企业之一。 聚合:PBO 的聚合有多种方法,有对苯二甲酸法、对苯二甲酰氯法、三甲基硅烷基化法和中间相法等。 而对苯二甲酸法中又演化出盐酸盐法、复合盐法、磷酸盐法和 AB 型单体法。工业化通常采用的是盐酸 盐法,其基本原理为将 4,6-二氨基间苯二酚盐酸盐(DAR)与对苯二甲酸(TA)在多聚磷酸(PPA)中 进行溶液缩聚得到 PBO 聚合物。

纺丝:PBO 纤维的制备方法采用干喷湿纺法。纺丝溶剂可选用多聚磷酸(PPA)和甲磺酸(MSA)。制 备 PBO 纤维比较常用的方法是,得到一定分子量的聚合物溶液,在一定温度条件下经喷丝板挤出,通 过一定高度的空气层后进入凝固浴中,控制拉伸比,经碱洗和水洗后得到原纤;若要制备高抗拉模量纤 维,可将初生丝在张力下 500-600℃左右进行热处理。
日本东洋纺是全球工业化最成功的 PBO 纤维企业,国内非上市公司成都新晨、中蓝晨光化工、中科金 绮拥有小规模产业化的能力。
(4)钢制腱绳:缺点限制了其应用范围
钢制腱绳方面,钢丝绳在传动效率有一定优势,钢丝绳组件是部分手术机器人及腱绳传动灵巧手所选择 的腱绳材料,具有良好的耐磨性与抗疲劳性,但是灵活度与耐腐蚀性相对较差,钢丝绳末端固定困难、 不能承受小的回转半径、强度较低、寿命短等缺点限制了其应用范围。钢丝绳包括钨钢丝绳、不锈钢丝 绳等。
2、竞争格局
(1)UHMWPE 纤维
超高分子量聚乙烯纤维行业市场集中度较高。第一梯队企业有九州星际、美国埃万特、美国霍尼韦尔、 日本东洋纺等企业;第二梯队企业有千禧龙纤、同益中、南山智尚、仪征化纤、湖南中泰、恒辉安防等 企业;第三梯队有璟邦新材料、康隆达等企业。
国内企业逐步打破国际垄断。国际上,第一梯队垄断着全球超高分子量聚乙烯纤维高端产品技术。我国 UHMWPE 纤维行业自 1999 年东华大学,实现技术突破后扩产迅速,本土代表企业已成为全球市场的 重要供应来源。
(2)PBO 纤维
PBO 纤维发展进程仍然缓慢。在 PBO 纤维领域,美国斯坦福大学研究所于上世纪 60 年代成功申请了 PBO 相关专利,而后陶氏化学(Dow)得到授权,开启了 PBO 产品的工业化;随后到了 90 年代,日 本东洋纺购买了前述专利并逐步实现大规模工业化生产,至今仍是全球最大商业化生产 PBO 纤维的公 司。 我国在此领域不断探索创新,发展进程有望加速。直到 2019 年 3 月,成都新晨新材年产 380 吨高性能 PBO 装置的顺利投产,标志着我国 PBO 纤维行业取得了突破性的进展,成为继日本之后全球第二个能 大批量生产高性能 PBO 纤维的国家。中蓝晨光化工有限公司建成了一条 50 吨/年产能的 PBO 纤维连续 化生产线。该生产线生产的纤维强度稳定超过 5.2GPa,表现出卓越的性能。中科金绮新材料投资 1.45 亿元,建成了 150 吨/年的 PBO 生产线。
六、相关公司
1、南山智尚
南山集团旗下企业,原本以纺织业为主,是国内毛纺一体化领军者,拥有从羊毛到成衣完整的毛纺织服 饰产业链。近年来积极拓展高端新材料,布局了锦纶和超高分子量聚乙烯新材料。 业务结构包括精纺呢绒、服装和超高纤维三大板块。其中,精纺呢绒收入占比 50%,是传统核心业务, 产品主要应用于高端西装面料、职业装和高端定制服装等领域。服装占比 38%,通过职业装团购、高级 定制、OEM 等板块,开发功能性产品,满足商务、休闲等多场景需求。超高纤维业务占比 11%,产品 为超高分子量聚乙烯纤维(UHMWPE),广泛用于防弹、海洋绳网、防护用品、家用纺织品、功能 性纺织品、鱼线、机器人传动腱绳等领域。其他新材料还包括 8 万吨锦纶长丝项目,于 2024 年 11 月开 始试生产,2025 年产能逐步释放,全面达产后可切入运动服饰、防晒服等高增长赛道。 超高材料规模品质双提升。公司 3600 吨超高分子量聚乙烯纤维项目全线建成运营,自主创新突破了抗 蠕变、阻燃、高强度等纤维制备关键技术,成功开发出多项具有国际竞争力的专利技术。产品规格覆盖 100D 至 2400D 全品类纤维,产品强度覆盖 26cN/dtex-42cN/dtex 等全品类,一等品率达 95%以上。 超高材料应用于机器人传动腱绳,公司自主研发的“抗蠕变超高分子量聚乙烯纤维用纺丝液及其制备方 法”专利,有效解决了传统 UHMWPE 纤维长期使用中的松弛问题,显著提升了产品稳定性和耐用性。 其纤维拉伸强度达 42cN/dtex,处于国内第一梯队,接近国际龙头水平。
公司腱绳产品已迭代至第三代,能够适配机器人的灵巧手、手臂、大腿等多种应用场景,并已与特斯拉、 小鹏等主流机型实现兼容。2025 年 3 月,该公司成功实现腱绳产品的首单销售,并预计在 2025 年第二 季度进入批量验证阶段。此外,该公司还积极拓展合作伙伴关系,与武汉大学研究院和手智创新组建创 新联合体,共同主导机器人领域核心材料的研发与生产。目前,公司正在开发关节传动腱绳、柔性传感 手套及外骨骼材料,并已将基于 UHMWPE 与羊毛复合的防护皮肤面料送样至人形机器人手指模块进行 测试。 公司 25Q1 营收 3.62 亿,同比+0.72%,归母净利润 0.37 亿,同比+0.86%,扣非归母净利润 0.36 亿, 同比+12.84%。非经常性损益 137 万,同比-377 万。毛利率 32%,同比-0.36pct,其中超高分子量聚乙 烯纤维毛利率 28%,同比+17pct。销售费率 8%,同比-0.10pct,管理费率 5%,同比+0.24pct,归母净 利率 10%,同比+0.02pct。经营活动产生的现金流量净额-0.8 亿,同比-4417%,主因新建项目陆续投产购买材料支出增加;筹资活动产生的现金流量净额 1.1 亿,同比+6543%,主因取得借款收到的现金增 加。
2、大业股份
公司主要从事胎圈钢丝、钢帘线以及胶管钢丝的研发、生产与销售。1)公司形成了以胎圈钢丝、钢帘 线及胶管钢丝为核心的产品体系,产品广泛应用于乘用车轮胎、载重轮胎、工程轮胎及航空轮胎等各种 轮胎制品,在轮胎制造中起到关键的骨架支撑作用,是确保轮胎耐用性、稳定性和安全性能的重要材料。 2)钢帘线和胎圈钢丝是公司营业收入的主要来源。2023 年,公司钢帘线产品实现销售额 28.35 亿元, 占营业收入的 51.03%,同比增长 10.31%;胎圈钢丝产品实现销售额 23.10 亿元,占营业收入的 41.58%, 同比增长 6.79%;胶管钢丝产品实现销售额 3.29 亿元,占营业收入的 5.92%,同比减少 16.17%。3) 2021-2023 年,公司营业收入分别为 50.87 亿元、52.13 亿元和 55.56 亿元,归母净利润分别为 2.11 亿 元、-2.55 亿元和 0.96 亿元。根据公司发布的 2024 年年度业绩预亏报告,预计 2024 年归属于上市公 司股东的净利润约为-1.46 亿元,归属于上市公司股东的扣除非经常性损益的净利润约为-1.58 亿元。本 期业绩预亏的主要原因包括国内市场主要产品产能扩张过快、行业竞争加剧、产品价格下行及海运费用 上涨等因素,导致公司经营业绩出现亏损。 公司进军智能机器人领域,布局人形机器人关键部件。1)公司全资成立山东大业机器人科技有限公司, 积极拓展智能机器人领域,迈出了重要一步。2)腱绳作为人形机器人实现灵活动作的核心部件,其性 能直接关系到机器人的动作精度和稳定性。大业股份凭借在钢丝生产领域的技术积累,生产的腱绳产品 具有高强度、高韧性等特点,开发直径 0.1mm 级超细钢丝绳,适配手术机器人及 Optimus 第二代腱绳 方案。在 2024 年中报中,公司腱绳产品已实现营业收入 2212.39 万元,毛利率达 37.2%。随着人形机 器人市场的快速扩张,公司腱绳产品有望在该领域实现广阔的发展,为业务增长提供新的驱动力。
3、恒辉安防
个人安全防护产品龙头企业,业务领域覆盖原材料纱线、手部防护产品及全身特种防护产品等。公司深 耕安全防护手套领域二十载,构建了以“功能性安全防护手套”为核心,“战略新材料”为辅的双业务 驱动模式,其中防护手套业务占比高达 96%。其产品线涵盖防切割、高耐磨、抗穿刺、耐高低温、防化、 防油污、防震等多种功能,并通过了全球权威认证,性能达到国际一流水平。公司还积极参与国家相关 标准的制定,并跻身全球前三的防切割手套供应商之列,为未来业务拓展奠定了坚实基础。 公司在超高分子量聚乙烯纤维及其复合材料领域不断拓展,尽管目前超高分子量聚乙烯纤维及其复合材 料业务的收入贡献尚不足 4%,但公司持续在该领域进行拓展,未来发展前景广阔。特别是在腱绳材料 方面,公司通过石墨烯改性等创新技术,研发出一种新型纤维材料,有效解决了传统超高分子量聚乙烯 纤维在高端防切割应用中的性能瓶颈,并已将该材料应用于机器人腱绳的制造中。 新材料布局稳步推进,超高分子量聚乙烯纤维新产能即将落地。公司深化产能扩张战略,规划新增 12,000 吨超高分子量聚乙烯纤维产能。其中,一期 4,800 吨预计将于 2025 年 9 月实现首批产能释放。 公司积极开拓新型应用场景,如超高强防弹纤维制品、风电叶片、机器人灵巧腱绳材料、机器人外壳硬 性材质替代应用等,未来有望实现增量。此外,公司布局“年产 11 万吨生物可降解聚酯橡胶项目”,其 中一期 1 万吨已于 2024 年 8 月开工建设,未来有望培育出新的业绩增长点。
公司发布 2024 年年度报告。2024 年,公司实现营收 12.7 亿元,同比+29.95%;归母净利润 1.17 亿元, 同比+10.13%;扣非归母净利润 0.93 亿元,同比+13.2%。24Q4,公司实现营收 3.98 亿元,同比 +41.36%;归母净利润 0.22 亿元,同比+79.49%;扣非归母净利润 0.19 亿元,同比+90.98%。
4、同益中
公司是国内领先的超高分子量聚乙烯纤维及其复合材料企业,拥有央企背景,是国家开发投资集团旗下 的高新技术企业。公司业务主要分为两大板块:超高分子量聚乙烯纤维(UHMWPE)和复合材料,分 别占总收入的 54%和 44%。其产品广泛应用于国防装备、海洋工程和安全防护等领域,并积极开拓医 用材料、防护服饰、运动器材、机器人灵巧手等新兴应用领域。 截至 2024 年底,公司拥有 UHMWPE 纤维产能约 8560 吨。同时公司通过外延并购布局新产业,2024 年完成对超美斯新材料股份有限公司股权收购,超美斯主营芳纶(5000 吨)与芳纶纸(2000 吨),实 现新赛道的突破,推动公司以“FIBER+复材”为核心的“3+X”未来纤维产业体系的建立,提高公司产业整 合能力,提升综合盈利能力及抗风险能力,向高性能纤维集群化发展。 在机器人领域,航天科工的四足机器人“绝影”采用了公司提供的军用级腱绳。此外,公司还开发了具 有力传感和驱动功能的“液态金属涂层纤维”,为腱绳的功能拓展提供了新的可能性。目前,公司已与 下游厂商合作进行了一些测试。 2024 年公司实现收入 6.49 亿元,同比增长 1.41%;归母净利润 1.30 亿元,同比增长-15.25%;扣非归 母净利润 1.24 亿元,同比增长-14.65%;毛利率 37.70%,同比下降 0.98pct。公司发布 2025 一季度预 告,预计 2025Q1 收入 2.53 亿元,同比增长 126.90%;归母净利润 0.44 亿元,同比增长 153.27%;扣 非归母净利润 0.41 亿元,同比增长 168.92%。
5、联泓新科
公司是一家专注于新材料领域的企业,提供多元化的产品和解决方案,主要涵盖先进高分子材料和特种 精细材料两大领域。其业务范围包括新能源材料、生物可降解材料、电子材料以及其他特种材料。 从业务结构来看,先进高分子材料占比最大,达到 55%,其次是特种精细材料,占比 20%。贸易及副 产品业务分别占比 14%和 11%。其中,EVA 光伏胶膜和超高分子量聚乙烯(UHMWPE)是企业最核心 的业务板块。 公司产能稳步投产。公司 EVA 产品现有产能超过 15 万吨/年,装置采用 ExxonMobil 釜式法工艺技术, 在建产能 20 万吨/年,计划于 2025 年投产。公司 2 万吨/年 UHMWPE 装置采用合作开发的新型连续 法工艺技术,已产出高端隔膜料、纤维料等 5 个牌号产品。 据公司 2024 年年报,2024 年公司实现营收 62.68 亿元,同比下降 7.5%,归母净利润 2.34 亿元,同比 下降 47.5%,扣非归母净利润 1.85 亿元,同比增加 2.0%。公司公布 2025 年第一季度报告,2025 年第 一季度实现营业收入 15.39 亿元,同比增长 3.48%,环比增长 18.27%;归母净利润 0.71 亿元,同比增 长 38.83%,环比增长 27.27%;扣非归母净利润 0.70 亿元,同比增长 1140.67%,环比增长 102.65%。
七、发展趋势分析
未来能够通过改进生产工艺和优化纤维结构,进一步提升腱绳材料的强度和弹性,以满足更为复杂和严 苛的应用场景需求,在人形机器人的灵巧手等部位应用。 采用新型的涂层技术、复合材料研发等方式,增强腱绳材料的耐磨性和耐腐蚀性,延长其使用寿命,降 低更换频率和维护成本。 在保证性能的前提下,研发更轻量化的腱绳材料,有助于提高设备的运行效率和便携性,例如在航空航 天领域,减轻结构重量对于提升飞行性能和降低能耗具有重要意义。 结合纳米技术和功能化改性,赋予腱绳材料抗菌防霉能力,使其在潮湿、高温等易滋生细菌和霉菌的环 境中能够保持良好的性能和卫生状况,拓展其在医疗、户外等领域的应用。 通过添加导电纤维或采用导电涂层等方法,使腱绳材料具备一定的导电性能,可用于电磁屏蔽、静电释 放等特殊应用场合,满足电子设备、通信等领域的需求。 研发具有智能感知功能的腱绳材料,如能够感知自身的张力、应变、温度等参数,并将数据传输给控制 系统,实现对设备运行状态的实时监测和智能调控,提高设备的安全性和可靠性。
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