低成本可穿戴手部康复外骨骼结构设计

在基层康复医疗资源覆盖不足的场景下，手部运动功能障碍患者往往难以长期坚持院内康复训练，这款可穿戴手部外骨骼的设计初衷，就是为了填补居家康复、基层诊疗场景下的手部功能训练设备缺口，让卒中、外伤导致的手部活动受限人群，能够在非医疗场景下完成规范的康复动作训练。整套结构采用纯机械连杆传动架构，没有冗余的外置管线，穿戴时仅需将掌部基座贴合手掌掌面，通过绑带固定在小臂前端与各指节对应位置，整体重量控制在单手可轻松承托的范围，不会给穿戴者带来额外的肢体负担。

从结构设计逻辑来看，整套外骨骼的指节联动机构采用多组平行四边形连杆组排布，每一组连杆对应一根手指的屈伸运动轨迹，建模阶段完全匹配健康成年人手指自然屈伸时的关节转动角度范围，避免机构运动过程中对指关节造成反向牵拉。掌部基座做了贴合掌弓弧度的曲面造型，边缘全部做圆角过渡处理，长时间穿戴不会硌压掌部皮肤，基座上预留的绑带穿孔为长条形可调结构，能够适配不同掌宽、不同指长的穿戴需求，不需要针对个体单独定制整套结构，仅通过调整绑带固定位置就能完成适配。

功能层面，这套结构同时覆盖日常手部动作辅助与结构化康复训练两类使用需求：当穿戴者手部肌力不足时，连杆机构可以跟随手指的微弱施力动作同步运动，辅助完成抓握、持物这类日常生活动作，降低日常活动的难度；切换到康复训练模式时，机构可以按照预设的屈伸角度范围带动手指做往复运动，逐步扩大手指的活动范围，长期使用能够帮助患者提升指关节活动度与手部握力。整套结构的传动路径做了优化，连杆之间的铰接点全部采用小间隙配合，运动过程中没有卡顿或虚位，指节受力均匀分布在每一节指骨上，不会出现单点压力过大造成的软组织损伤。

安装边界方面，掌部基座的小臂延伸段长度控制在腕关节以上5厘米位置，不会限制腕关节的自然转动，各指节连杆的长度预留了10毫米的调整余量，适配掌长在16厘米到21厘米之间的成年使用者，铰接位置的销轴采用标准快拆结构，后期维护更换零件不需要专用工具，徒手就能完成拆装。整套结构没有复杂的异形曲面，所有零部件都可以通过普通FDM3D打印设备制作完成，打印完成后仅需要去除支撑、打磨铰接点位置就能完成组装，不需要额外的二次加工工序，非常适合在缺乏精密加工条件的区域本地化生产制作。

实际使用过程中，穿戴者可以根据自身的恢复情况调整连杆的活动限位，在康复早期可以将屈伸角度限制在较小范围，避免过度牵拉造成二次损伤，随着手部功能逐步恢复，再逐步调整扩大活动角度，直到恢复到正常的手指活动范围。机构的运动阻力经过反复调试，空载状态下扳动指节连杆的力度与健康手指自然屈伸的阻力接近，不会给穿戴者带来额外的运动负担，同时也能在辅助运动过程中给手部肌肉保留适度的发力空间，避免长期被动运动导致的肌肉废用性萎缩。