电子皮肤是模仿人的皮肤而设计出来的一种集成的柔性可拉伸的传感系统,皮肤将接触压力和温度等信息传给大脑,而电子皮肤将环境信号转化为电信号传输给处理装置。电子皮肤在机器人、假肢制造、可穿戴的医疗实时监测设备等领域有巨大的应用需求。

 

根据柔性基底的构造,电子皮肤被分为薄膜型和织物型,薄膜型的材质有PDMS、PI、TPU等,织物型的纤维材质常见是锦纶长丝。本文就专门整理织物基底电子皮肤的结构、材料、应用及企业。

 

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一、织物基底电子皮肤解析

 

织物基底电子皮肤是一种基于纺织材料的柔性传感器技术,通过将导电材料与传统纤维结合,实现压力感应功能。该技术以织物结构为基础,具有高柔韧性、稳定性和灵敏度

 

织物电子皮肤在机器人上应用,矩侨工业

 

与传统的用聚合物(如硅胶)做基底的传感器相比,织物基传感器具有柔软、透气、亲肤、穿着舒适等天然优势,非常适合集成到衣物中,用于健康监测、运动感知等领域。

 

用于电子皮肤的纤维材料飞帛丝科技

 

1、结构

 

目前织物电子皮肤大多数是压阻式,比较常见的是三明治堆叠结构,上下两层是织物电极层,中间是黑色的压敏织物层正负极交叉部分作为传感点,能够精准感知压力变化当压力作用其上,传感材料迅速产生电信号,被电路捕捉分析。

 

织物传感器结构,飞帛丝科技

 

三明治结构的压阻式柔性织物压力传感器,尧乐科技

 

这其中的关键是一种导电纱线,这种纱线通常是导电纤维作为内芯,提供导电通路,外层包覆导电弹性体材料,起到弹性形变作用,接着像织毛衣一样,将导电纱线纵横交错(经纬交织)编织成一块布。

 

当按压这块布时,纵横交错的纱线在交叉点会被挤压。压力越大,外层弹性涂层被挤压得越厉害,导致交叉点处纱线之间的接触面积变大。在电学上,接触面积变大意味着电流更容易通过,也就是电阻变小。

 

通过测量整块布或特定区域纱线之间的电阻变化,就能精确地推算出所施加压力的大小。压力越大,电阻值下降得越明显。

 

并联式传感器结构,竖线(经纱)和横线(纬纱)交织,所有线分别并联连接

 

有细心的朋友可能会问,既然一层导电布也能感知压力,为何要设置三层结构呢?那是因为上下电极层形成稳定电场,使中间压敏传感层在受压时产生更大电阻变化。除此之外,三明治结构也可以设计为电容式电子皮肤,压力改变中间层厚度,上下电极间电容变化

 

另外,也还有其他结构的织物电子皮肤。

 

部分纺织基压阻式传感器原理和结构示意埔慧科技

 

2、材料

 

以导电纤维编织的电子皮肤为例,其皮芯纤维材料有金属丝线、锦纶、涤纶等,其中经济性较高的是锦纶长丝,也就是尼龙纤维,而包覆涂层常见是硅橡胶、TPU。

 

南山智尚提供高性能差别化锦纶长丝应用于织物触觉智能手套

 

基于感应驱动一体纤维的多功能手套

 

3、应用

 

织物电子皮肤凭借柔性、透气、耐弯折的核心优势,已被用于机器人、智能汽车、VR手套、鞋垫、智能护理床垫场景。

 

机器人:可用于躯干、手部、足底等部位,使其能感知抓握力度和物体滑动,身体能感知轻微碰撞并做出反应

 

 

汽车智能座舱:铺设在汽车座椅上,实时感知乘员的坐姿和压力分布,实现座椅的自适应调节、疲劳驾驶预警、个性化舒适设置。

 

 

VR手套:集成柔性应变传感器、惯性测量单元(IMU),实时追踪手部姿态、手指弯曲角度和移动

 

 

智能鞋垫:通过鞋垫内的压力传感器阵列,记录行走时的压力分布,用于步态分析、扁平足检测、下肢康复评估等。

 

 

智能护理床垫:实时监测身体各部位压力,自动调节气囊充放气有效预防压疮(褥疮),降低护理强度,提升卧床舒适度

 

 

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二、织物基底电子皮肤相关企业盘点

 

下面对织物电子皮肤相关企业进行整理,包括电子皮肤模组、纤维厂。

 

1、尧乐科技(织物传感器)

 

尧乐科技是一家专注柔性织物压力传感器技术研发的企业,其产品广泛应用于智能汽车、医疗护理、机器人、体育运动等多个领域。

 

2025年6月,尧乐科技已完成数千万元融资,由小米独家投资,云道资本担任独家财务顾问。资金将用于加大对具身智能领域的研发投入、加快量产节奏及服务扩产需求。

 

其自主研发的 “金属纱线 + 三明治矩阵” 柔性织物传感器技术,基于压阻原理,通过纺织工艺实现导电与压敏织物融合,具备高灵敏度、高柔韧性、耐候耐水洗、可贴合复杂曲面等特性,通过车规级认证,能精准捕捉压力、位移等信号并抗干扰。

 

 

2、矩侨工业(织物传感器)

 

矩侨工业是一家专注于柔性纤维传感器的研发与生产的公司,其产品以织物和布料传感器为核心,广泛应用于机器人、医疗康养、汽车等多个领域。 

 

2025年矩侨工业已完成连续两轮数千万元Pre-A+、Pre-A++轮融资,投资人为华创资本、复星锐正、天鹰资本,多维资本担任长期独家战略财务顾问。本轮投资人将依托多元生态与产业资源网络,在具身智能、智慧康养等场景形成全方位赋能与协同。

 

其自主研发的第四代纤维电阻式柔性纤维传感器,通过材料创新与工艺突破,实现了高柔性、高灵敏度、高精度、宽量程、高耐久性、低成本的六大核心优势。

 

 

 

3、韧和科技(织物传感器)

 

韧和科技是从事弹性电子材料与器件产业化的企业,专注于柔性智能发热系统、弹性传感系统的研发与应用,产品涉及智慧医疗、智能家居/家纺等领域。

 

韧和科技在2025世界机器人博览会展出三维力触觉传感器、98%识别率人机交互智能手套、360° 障碍感知仿生柔性电子皮肤、柔性可穿戴动捕服等人形机器人相关新品,适配灵巧操作、远程操控、安全防护等场景。

 

其研发的碳纳米管复合膜加热技术(0.1mm 厚、热转化率 99.5%、耐揉折水洗)+ 弹性传感技术(应变 / 压力 / 三维力型,识别率 98%、响应毫秒级、拉伸 0-50%),双技术均具柔性适配性与产业化能力。

 

 

4、埔慧科技(织物传感器)

 

埔慧科技是一家专注新型微结构柔性触觉传感器技术的企业,其产品的应用场景涵盖测量设备,触控交互,医疗设备,健康监测等领域。

 

2025年6月,埔慧科技与广州金控集团达成战略合作,双方将在金融科技、数字化转型、产业赋能等领域深化合作,金控集团作为埔慧科技重要投资机构,将助力其加速发展。

 

其核心技术为微结构型柔性触觉传感器,由微结构基底、导电涂层、采集电极及封装层构成,基于压阻响应原理,(<0.4mm 超薄可弯折),灵敏度 5Pa、响应<10ms、寿命>100 万次,可定制高密度阵列(最小 0.5*0.5mm),已量产,拥有12 项专利 + 21个商标。

 

 

5、南山智尚(提供锦纶长丝)

 

南山智尚是由中国500强企业南山集团控股的企业,主营业务涵盖精纺呢绒、服装、新材料产品的研发、设计、生产与销售。

 

2025年9月,南山智尚推出与武汉大学、手智创新联合研发的织物触觉智能手套,并与均胜电子、长盛轴承、忆海源识达成战略合作。

 

依托自身超高分子量聚乙烯纤维及锦纶长丝产线,南山智尚将与人形机器人产业链伙伴联合开发头部、灵巧手等部位新材料,共建“感知-传动-控制”全链路解决方案,加速人形机器人商业化落地。

 

 

6、飞帛丝科技(提供导电织物)

 

飞帛丝科技是一家聚焦柔性织物传感技术的企业,核心布局 “电子皮肤” 及柔性传感器的研发、生产与产业化,凭借独特技术优势在多领域实现落地

 

其自主研发的柔性织物传感技术,以 “传感纱” 为基础,通过将纳米及微米级功能材料融入传统纱线,采用三层 “三明治” 结构(上下电极层 + 中间传感层)制成柔性 “电子皮肤”。

 

该产品具备超高灵敏度,量产版可监测 10Pa-300kPa 压力范围(实验室版可感知蚊子落脚压力),响应迅速且信号稳定;一块餐巾纸大小的传感器即密布 1024 个传感点,最小间距仅 2 毫米,还能实现 “三维曲率贴合”,可包裹复杂曲面稳定工作,触感与普通织物一致,兼具柔性、耐弯折特性。

 

 

可以预见,随着材料、工艺和算法的不断突破,织物电子皮肤将如同柔软的“数字器官”一样,更深地融入人、机、环境交互的每个角落,悄然重塑我们的生活方式

 

来源:艾邦综合整理

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作者 ab, 808