开源仿生上肢假肢机械结构设计

最初打样指节铰接处的PLAPrint件边缘留了0.2mm层纹毛刺，装配时舵机摇臂卡滞了整整三小时，反复用金相砂纸打磨铰接孔内壁才让指节弯曲阻尼达到预期。这套结构的灵感最早来源于因穆夫的假肢指节设计，前后磨了近两年，中途推翻过三次掌部腔体的走线布局，最初想把所有舵机都塞进掌腔，后来发现打印件壁厚不足1.5mm时，反复弯折的指根位置会出现应力发白，才把两个大扭矩舵机移到了手背外侧，牺牲了部分外观完整性换来了结构耐用性。

指节的联动参考了人体肌腱的牵拉逻辑，没有用复杂的连杆组，而是用0.8mm的尼龙线模拟屈肌肌腱，每根手指的走线槽都单独调整了转角半径，避免拉线长期摩擦槽口出现起毛断裂的问题。掌部的腔体预留了arduino控制板的安装位，最初的版本把控制板贴在掌心里，调试时插拔杜邦线得把整个手背盖板拆开，后来把接口位置移到了腕部侧面，不用拆结构就能接传感器调试。

跨软件转档时出过不少问题，最初在rhino里做的曲面导进SolidWorks后出现了七个破面，指节的铰接轴同轴度偏差了0.3mm，后来重新在参数化软件里把所有铰接孔的基准轴统一对齐到腕部坐标系，才解决了装配时指节歪斜的问题。没有做商业化的考量，整套结构完全是出于兴趣做的教育类项目，所有的零件都可以用普通FDM打印机打印，不需要特殊的支撑结构，指节的限位角度特意做了和人体手指一致的弯曲范围，不会出现超伸的情况。

调试时踩过不少坑，最初用的9g舵机扭矩不够，捏不起半瓶矿泉水，后来换了金属齿轮的舵机，又在指腹位置加了软胶垫的安装槽，增大抓取摩擦力。腕部的连接结构做了快拆设计，和不同的前臂接受腔适配时只需要换四个固定螺丝就行，不用重新调整整个手部的结构。如果重新做一版的话，会把掌部的走线槽做的更宽，现在的版本拉线挨得太近，长时间动作后偶尔会出现线与线之间的干涉，还会把拇指的偏转角度再调大15度，现在的拇指对掌位置有点靠内，抓握大直径物体时不太顺手。所有的结构细节都可以随意修改调整，只希望后续迭代的设计者能保留这套结构最初的命名，也希望能给做同类假肢项目的爱好者提供一点可参考的结构思路，不用像我最初那样从零开始踩坑。