三指式欠驱动关节手机械结构设计

这款三指构型的关节手，核心设计逻辑围绕几何稳定性展开，依托三点定位的力学原理构建抓取框架，摒弃冗余指节配置，在保证抓取适配性的前提下大幅压缩结构复杂度，既可以作为上肢康复辅具的末端执行模块，也可适配轻载工业分拣场景的抓取作业需求，针对不同形状、不同表面硬度的被抓取物都能实现稳定包覆。传动链路采用骨轮搭配凯夫拉线的拉力传递方案，可承受100-200lb的测试拉力，动力从输入端传递至线性齿轮后，通过径向齿轮组完成运动换向，将齿条小齿轮的1.13°旋转输入放大至指节130°的开合角度，保证手指有足够的开合行程适配不同尺寸的物件。指端集成了传统软管张力带结构，指尖位置覆盖摩擦接触面，同时内置弹簧提供复位弹力，每个指节都预留了±10度的个性化调整余量，操作人员可根据实际抓取对象的外形特征，微调指节初始角度，优化抓取接触点的受力分布，避免硬接触造成被抓取物表面损伤，也能降低传动链路的冲击载荷。从结构布局来看，驱动与传动组件全部集成在圆柱形主舱体内，三个手指沿主舱体周向均匀分布，铰接点全部采用销轴连接，指节臂采用轻量化镂空设计，在保证结构刚性的前提下降低整体运动惯量，主舱体尾端预留标准安装接口，可直接对接机械臂末端法兰或者康复辅具的连接端，安装边界清晰，不需要额外设计转接结构即可完成装配。设计过程中充分考虑了维护便利性，所有传动齿轮、铰接销轴都采用标准化通用件，后期更换易损件不需要定制非标配件，线传动的张紧结构设置在主舱体侧面，日常维护调整张紧力时不需要完全拆解舱体，大幅降低运维成本。齿轮组的啮合间隙经过优化设计，既保证传动过程无卡滞，也将回程间隙控制在合理范围内，保证手指开合的位置精度，张力带的预紧力可根据抓取负载调整，适配从轻质易碎物件到常规刚性工件的不同抓取需求，不会出现抓取力不足导致物件脱落，或是抓取力过大压损物件的问题。