拟人化仿生肌电控制假肢手结构设计

这款仿生假肢手主要面向肢体缺失人群的日常康复辅助场景，可适配不同残肢长度的前臂截肢用户，替代缺失手部完成绝大多数日常生活动作，解决传统假肢外观生硬、动作违和、抓持适配性差的痛点，帮助使用者重建生活自理能力，降低对他人照料的依赖。在实际使用场景中，该假肢手可以覆盖居家生活、轻量办公、外出活动等多类场景，既可以稳固抓握图中所示的易拉罐类圆柱饮品容器，也能适配不同形状、不同尺寸的日常物品，比如握持笔具书写、抓取餐具进食、拎提袋装物品、操作小型电子设备按键等，抓持力度可根据物品软硬程度自适应调整，既不会因力度过大捏坏软质物品，也不会因力度不足导致物品滑落。从功能特性来看，该假肢手采用多关节联动的欠驱动结构设计，整手的驱动与传动组件全部集成在手掌内部，没有外露的管线与突兀的机械结构，手指各节段的弯曲角度匹配人体手部自然屈曲的运动轨迹，静止状态下呈现和健康人手一致的放松姿态，外观拟真度远高于传统夹爪式假肢，能减少使用者在公共场合的心理不适感。手指接触面做了适配弧度与防滑结构处理，和物品接触时能形成足够的摩擦阻力，针对圆柱类、方块类、薄片类、不规则曲面类物品都能形成稳定的包覆抓持，不需要额外更换不同的夹头配件。设计思路上，该结构优先平衡了拟真度、实用性与可制造性，摒弃了传统假肢过度追求复杂自由度导致的结构臃肿、故障率高、维护成本高的问题，将核心传动结构集中布置在手掌腔体内部，手指关节采用模块化拼接设计，单个指节出现磨损故障时可单独更换，不需要替换整手结构，大幅降低后期维护成本。手掌的整体轮廓完全参照成年男性手部的平均尺寸数据设计，整体宽度、厚度、手指长度比例都贴合真实人体手部参数，安装接口预留了标准的肌电传感器与连接臂腔的安装位，可适配市面上主流的前臂接受腔产品，不需要对用户原有适配的臂腔做大规模改造，安装边界兼容常规前臂假肢的装配尺寸，用户更换时不需要重新适配整个残肢接受腔，大幅降低换装成本。手指的活动范围覆盖日常动作所需的全部角度，拇指可实现对掌动作，配合其余四指的弯曲可以完成捏取细小物品的精细动作，也能完成整手握持的大力度抓持动作，兼顾精细操作与大负载抓持的使用需求。