腱绳突围,高自由度灵巧手激战正酣。
当国产灵巧手从“能动能用”的功能实现阶段,迈向“灵活高效”的体验优化新阶段,传动系统的革新成为破局关键。
传动方案是灵巧手技术路线的主要“分歧点”。主流的灵巧手传动方案有三种:刚性连杆、腱绳、电机直驱。目前来看,连杆传动方案较多,腱绳传动方案以及「腱绳+」的复合传动方案慢慢也成为主流,电机直驱传动则相对少见。
此外,行业里还涌现出第四种传动方案,就是人工肌肉传动,这种传动方式主要依靠液品聚合物材料/记忆合金材料,原理与人类肌肉收缩和拉长类似,目前尚处于实验室阶段。
在上述众多传动方案中,腱绳传动凭借仿生特性与性能优势,被认为最有可能突破“灵活度-低能耗-轻量化”不可能三角的核心路径之一。
特斯拉进一步“带火”了腱绳概念,其Optimus第三代灵巧手采用“行星齿轮箱+行星滚柱丝杠+腱绳”三级传动方案,这一技术也慢慢成为人形机器人产业的关注焦点。

与此同时,资本也同样关注到这一赛道。
12月26日消息,灵巧手企业曦诺未来完成超亿元天使轮融资,由宁德时代旗下溥泉资本领投,小米战投、正轩资本、东方嘉富、电科基金、L2F光源创业者基金跟投,光源资本任独家财务顾问,资金将用于核心产品研发迭代、团队提升及量产落地。
曦诺未来成立于2024年底,依托中国工程院夏长亮院士团队20余年研发经验,聚焦高自由度灵巧手、微型电缸、高扭矩密度关节模组的研发生产销售,具备电机、电控、减速器、丝杠、算法等核心部件完整自研自产能力及全流程产线,是国内少数拥有该综合实力的灵巧手与执行器供应商。
值得注意的是,曦诺未来在成立数月内即实现硬件电驱系统与软件控制核心架构和算法的双重突破,成功研发出全球首款全自研、可量产的高自由度腱绳驱动灵巧手Xynova Flex 1。
目前,曦诺未来已与头部人形机器人企业建立深度合作,未来将推动产品在工厂作业、商用服务、家务劳动等领域的广泛落地。
11月25日,灵心巧手也完成数亿元A+轮融资,由浙江创新投资、德清产投、乐聚机器人、鼎晖百孚、晶华新材、东方精工、奥克斯、华福投资、弘颐基金等多家知名投资机构共同参与。
这是灵心巧手在8个月内完成的第四轮融资,此前10月刚宣布完成数亿元 A 轮融资,公司资方名单中集合了数家投资机构与产业资本,包括蚂蚁集团、红杉种子基金、万凯新材、帝奥微等等。
目前,灵心巧手已对腱绳、直驱、连杆等驱动技术路线实现了全覆盖。其中,灵心巧科研版Linker Hand L30采用的就是「腱绳+连杆」方案,自由度达42个。
10月,星际光年宣布完成Pre-A轮融资。本轮融资由赛纳资本、普华资本领投,柯熙创投跟投,深渡资本担任财务顾问。资金将主要用于灵巧操作底层技术攻关、灵巧手操作系统(小脑模型)研发及核心团队扩张,以进一步强化公司在具身智能通用操作领域的领先优势。
值得一提的是,这是星际光年时隔不到一年内完成的第二轮融资,显示出资本市场对其技术路线与商业前景的高度认可。
星际光年在不到5个月内完成电机直驱开源五指灵巧手与微型关节模组的研发量产,不到1年时间内推出并完成全绳驱灵巧手产品的多轮迭代。其全新一代高性能灵巧手 Pantheon Hand 22,采用全绳驱架构与臂手一体集成设计,在驱动系统集成度、轻量化与操作灵敏性上实现突破。
01.
腱绳传动的技术死磕,商业化卡壳?
腱绳传动的本质是对人体肌腱力学原理的精准复刻,其与传统刚性传动系统的核心差异在于实现了动力源与执行机构的分离式设计。将体积较大的电机集中布置于前臂,通过柔性腱绳向手指各关节远程传递动力,从根源上破解了传统方案的核心痛点。
需明确的是,前面提到的不同传动方式并非相互排斥,而是形成互补。在人形机器人躯干与大关节等对灵活度要求较低的部位,传统传动仍具备不可替代的价值;而在对手指灵活度、集成度要求极高的手部,腱绳方案则展现出独特适应性。
这种仿生设计,不仅赋予灵巧手天然的性能优势,更通过结构与材料优化实现了多重技术突破。
其一,远距离间接传动优化空间与动力学性能。腱绳传动可将电机、减速器等对空间敏感的驱动单元,从狭小的手指执行空间移至远端空间充裕区域,同时使质量集中于靠近机器人运动重心的位置。
这一布局大幅降低手臂末端运动惯性,显著提升手臂运动速度、降低综合能耗,并优化动态响应性能。
研究数据显示,优化后的腱绳驱动手,手指屈伸速度可达30毫秒级别,电机响应延迟低至18毫秒,尽管柔性特性可能带来控制挑战,但在低负载场景下的速度潜力显著。
其二,简化结构并提升自由度与动作协同性。在人手尺寸的有限空间内,腱绳方案以柔性“绳”替代刚性齿轮和连杆,大幅简化手指末端机械结构,释放内部空间。
单根腱绳可驱动3-4个关节,使灵巧手自由度较传统连杆结构提升两倍以上,支持多指协同的复杂动作;同时,单根或多根腱绳可穿过多个关节实现耦合运动或独立控制,为20+自由度仿人灵巧手的设计奠定基础。
其三,仿生柔性设计保障安全交互。腱绳方案在结构上与人体“皮肤-肌肉-骨骼”系统高度契合,通过腱绳控制实现柔性动作传递,这是其区别于传统刚性传动的根本特征。
这种设计不仅外观更自然,更核心的价值在于提升交互安全性。当灵巧手与物体接触时,运动机构与表皮间的填充材料可通过弹性吸收部分冲击能量,避免刚性碰撞对电机或物体造成损害,这对非结构化环境中与人或脆弱物体的安全交互至关重要。
与此同时,高性能材料是腱绳方案工程化应用的核心支撑。当前主流的超高分子量聚乙烯纤维(UHMWPE)弥补了传统材料的长期可靠性短板,其优势体现在三方面:
一是超高强度与轻质特性,拉伸强度可达钢丝的15倍,密度仅为钢的1/7(0.97g/cm³),可使灵巧手总重量减轻30%-40%、转动惯量减少45%,实现轻量化与高负载传输的平衡,同时提升抓取速度与灵活性;
二是卓越的耐磨与抗疲劳性,经200万次循环拉伸后强度保持率仍超95%,远超传统聚酯纤维100万次后性能衰减30%的水平,可满足机器人手高频次使用需求;
三是蠕变问题可控,尽管高分子材料在持续负载下的不可逆伸长曾影响系统长期精度,但通过先进编织工艺、预张紧技术及控制算法补偿,其影响已降至可接受范围,仍是提升长期可靠性的关键研究方向。
另外,拓扑结构设计进一步放大腱绳传动优势,其中N+1型拓扑结构的核心逻辑是“驱动N个自由度仅需N+1根腱绳”。
以特斯拉Optimus单手22个自由度为例,其5个自由度通过6根腱绳实现精确控制,大幅减少驱动器数量,精准破解灵巧手内部空间局促的核心痛点,进一步强化空间效率优势。
尽管腱绳传动优势显著,但尚未实现大规模商业化应用,核心受制于技术瓶颈与行业认知两大障碍。
在技术层面,首先是形变与蠕变特性,高分子腱绳受力时易产生弹性形变,长期使用需频繁校准;其次是结构与负载风险,滑轮系统设计复杂,大负载环境下易出现滑索现象,且反复弯折会加速磨损、缩短使用寿命;另外,环境适应性差也是一大瓶颈,高分子腱绳高温易软化、低温变脆,钢丝腱绳则易受潮湿环境腐蚀,限制了工业、户外等复杂场景应用;最后则是负载寿命有限,钢丝与高分子腱绳的负载寿命多在数千至数万次,需定期更换,增加维护成本。
在行业层面,腱绳生产的选丝、编织、收卷三大核心环节技术独立性较强,各环节的参数把控直接影响产品性能。而国内厂商技术路径差异大,导致产品性能参差不齐,高端产品仍依赖海外。与此同时,国内腱绳短期无成本优势,而且需要规模需求支撑。
02.
腱绳赛道的国产力量“竞逐”
谈及腱绳技术,英国Shadow公司是绕不开的行业标杆。2004年,该公司推出首款五指腱绳驱动灵巧手产品Shadow Hand。
这款标准版产品搭载24个关节,具备20个独立可控自由度,凭借创新性的传动方案一举奠定行业地位。此后推出的Shadow Hand Plus、Lite等系列产品,均延续了腱绳传动的核心技术路径,其成熟的技术方案也成为行业参照,直接推动全球范围内众多厂商入局。
除了特斯拉Optimus采用相关技术路线外,国内灵巧手赛道同样有不少企业紧跟趋势,陆续推出基于腱绳驱动方案的产品。
曦诺未来的腱绳驱动灵巧手Xynova Flex 1,拥有25个自由度(20个主动+5个被动),手掌重量仅380克,负载能力高达30公斤以上,单指指尖力超20N,单次手掌完整开合仅0.6秒,是目前市面上自重最轻、负载力最高的高自由度灵巧手。
在硬件层面,曦诺未来自研的空心杯电机直径仅8mm,行星滚柱丝杠直径仅7mm,搭载两者的10-12mm微型电缸的最大输出推力高达100-300N,是目前市面上推力最大、尺寸最小的微型电缸。
同时,曦诺未来通过材料、结构设计等多重创新,其腱绳传动机构在额定负载下的实测使用寿命已超100万次。
在软件控制层面,曦诺未来打造 “架构-策略-参数寻优” 一体贯通的全栈软件控制体系,通过指令跟踪与抗扰性能解耦架构、“模型+数据” 双驱动控制策略,突破高自由度柔性关节强非线性难题,释放腱绳驱动方案性能。同时,曦诺未来创新的带物理约束 AI 参数寻优算法,可实现控制参数自动持续优化,保障全场景最优控制效果。
除灵巧手和微型电缸外,曦诺未来还自研了关节模组,扭矩密度达行业最高的 322Nm/kg,多系列适配人形、类人形与四足机器人,提供大中空、高转速等多种定制化方案。
灵心巧手的Linker Hand系列灵巧手完成了对腱绳、直驱、连杆等多种驱动方案的全覆盖。其中,Linker Hand L30作为灵心巧手的腱绳灵巧手产品,拥有22个自由度、20kg最大负载,以及重复定位精度±0.2mm的强大表现,适配精密制造、医疗辅助等各类复杂场景。

而Linker Hand L30的科研版的自由度更是高达42个,采用的是「腱绳+连杆」方案,连杆结构负责基础关节驱动,确保稳定性和负载能力,而腱绳结构用于指尖和指间关节,提升灵活性和拟人性。
除了硬件产品外,灵心巧手在技术与数据累积层面多点发力,推出Open TeleDex模块化机器人遥操作系统,构建 “TripleAny” 开放式体系,降低灵巧操作数据采集的系统搭建成本;打造LinkerSkillNet多模态数据采集系统,建成全球最大灵巧操作技能库赋能开发者;研发Dex-Serl真机强化学习框架,通过末端力觉与自动化辅助动作算法,提升模型训练自动化水平。
目前,灵心巧手已成为全球唯一实现高自由度灵巧手千台量产的企业,占全球高自由度灵巧手市场80%份额以上,月订单突破千台。灵心巧手将继续提升量产交付能力,2026年计划交付5-10万台灵巧手。
星际光年目前也具有Pantheon Hand系列与Gaia Hand系列两条产品线。其中,Pantheon Hand系列采取绳驱方案,Gaia Hand系列采用电机直驱方案。
星际光年今年10月发布的高性能灵巧手Pantheon Hand 22,采用全绳驱架构和与特斯拉Optimus机器人类似的臂手一体集成设计,在驱动系统集成度、轻量化与操作灵敏性上实现突破。
据悉,Pantheon Hand 22共具有22个自由度(15个主动+5个被动+2个腕部)。2个腕部自由度赋予灵巧手类人手腕般的灵活性,扩展了作业范围。
同时,Pantheon Hand 22具备30KG单手抓力;其闭环控制系统提供了±1°的高精度角度控制,以及0.17mm的重复定位精度。此外,该产品配备指尖力觉与触觉感知系统,为实现安全、柔顺的人机协作提供了底层数据。
星际光年采用灵巧手软硬一体全栈自研路径。硬件端,其绳驱方案通过腱绳滑轮传动,将驱动装置外置以缩减手掌尺寸,并依托即时自动张紧技术与智能前馈补偿算法,攻克绳驱蠕变难题;软件算法端,搭载自研的操作系统(小脑模型),封装底层控制为易用接口,支持以高级指令甚至自然语言操控灵巧手完成复杂任务。
“目前坚持全栈自研的必要性在于,当下没有一个很适合灵巧手用的硬件方案,比如在灵巧手的电机、绳索、触觉等等零件都不存在标件。”星际光年创始人兼CEO位德浩表示,技术收敛阶段采用供应商方案需开展兼容适配工作,不仅会影响灵巧手性能,还会因中间商抬升成本、供应商排期不可控耗费大量沟通时间,因此现阶段选择全栈自研以积累技术,待产业链成熟后则倾向采购标准品。
灵巧智能今年推出的DexHand021 Pro是DexHand021的全面升级版,采用双绳驱系统、腕手协同、全域感知、集成端测算力四大核心技术,在22自由度仿生架构(16主动+4被动+2腕关节)的基础上,实现了力量性、灵活性、感知力的全面突破。
其中,双绳驱设计提升了主动控制与运动可达性。此前发布的DexHand021 为单绳驱设计,依靠电机+蜗轮蜗杆+腱绳实现手指弯曲,通过弹簧与腱绳张紧力完成伸展。
而升级款DexHand021 Pro采用双绳驱方案,凭借结构优化实现手指弯曲、伸展及双向侧摆的主动控制,不仅提升了主动控制、抗干扰、稳定性与被动柔顺性,优化了动态响应和力控精度,还扩展了单指运动空间,进一步丰富对指功能、提升灵巧度。
加之,通过腕手一体结构扩展了操作空间,全域感知实现精准数据驱动控制,集成端侧计算单元则达成毫秒级实时决策,DexHand021 Pro成为首款可量化评估灵巧度的机器人手部模组。
除此之外,自变量机器人、伯牙智能、忆海原识、赛博格机器人等也均有相关产品布局,像中科硅纪的通用智能灵巧手CASIA HAND L系列提供两种配置选择,采用腱绳和刚性混合融合驱动方式。
03.
写在最后
腱绳传动凭借独特优势,成为破解灵巧手“灵活度-低能耗-轻量化”难题、突破性能瓶颈的核心技术,推动其从简单末端执行器向具备自主感知与智能决策能力的独立终端进化。
尽管形变控制、成本优化、行业标准化等挑战仍需攻克,高端材料与核心工艺突破尚需时日,但随着材料科学、控制算法的精进与产业链协同发力,加之曦诺未来、灵心巧手、星际光年、灵巧智能等厂商的技术探索与量产实践,叠加资本加持,持续拓宽这一赛道的商业化边界。
【往期回顾】
参考来源:
《灵巧手的腱绳驱动方案——实现高灵巧、类人操作的关键路径与理想选择》-36氪
《腱绳:灵巧手打通“灵巧”的下一个破局点》-星河频率
《灵心巧手完成数亿元A+轮融资,引领具身智能灵巧手产业化浪潮》-灵心巧手
《中国工程院院士造灵巧手,宁德时代和小米投了|融资首发》-机器人前瞻
《发布对标特斯拉的“臂手一体”新品,灵巧手公司星际光年完成Pre-A轮融资》-智能涌现
《DexHand021 Pro:灵巧智能发布行业首个量化指标定义灵巧手》-灵巧智能
-END-



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