仿人气动柔性机械手结构设计

这款仿人气动柔性手的结构设计，核心围绕两类落地场景展开：一是作为上肢假肢的功能执行端，适配前臂截肢用户的日常抓握需求，二是作为协作类机器人的末端执行器，完成易损物件、异形工件的柔性抓取作业。从结构逻辑来看，设计阶段没有采用传统刚性机械手的多关节电机驱动方案，转而用气动柔性驱动单元替代每根手指的指节传动结构，每根手指对应独立的气动腔室，通过不同腔室的气压差控制指节弯曲角度，既简化了传动链路的零件数量，也让抓取过程的接触力更柔和，不会对被抓物件造成刚性挤压损伤。手指部分的分段式弹性复位结构，在气压卸除时可依靠自身弹性让手指回到自然张开状态，不需要额外设置复位弹簧或者反向驱动气路，能有效降低气路系统的复杂度。腕部的连接端做了标准化的安装法兰设计，安装边界预留了通用的接口尺寸，既可以对接假肢接受腔的快拆结构，也能适配常规工业机器人末端的法兰安装位，不需要额外做转接件加工。拇指部分单独设置了偏转自由度，可配合其余四指完成捏取、握持、环抱等多种仿人手动作，能覆盖从薄型纸张、细小零件到杯状物体、不规则工具的抓取需求，相比传统两指、三指刚性夹爪的适配范围更广。设计过程中针对指节的弯曲曲率做了反复迭代，让手指弯曲时的形态贴合人手自然抓握的弧度，在抓取不同直径的圆柱物体时，指面能形成更大的接触面积，提升抓取稳定性。气路接口集中布置在腕部尾端，所有气管走线都集成在腕部壳体内部，不会在手部动作过程中出现管线干涉、拉扯的问题，外部没有裸露的传动零件，日常使用过程中不容易出现异物卡滞的故障。作为假肢使用时，整体重量控制在适配前臂残端承重的合理区间，长时间佩戴不会给残肢造成过大的负载压力；作为机器人末端使用时，自身重量较轻，不会过多占用机械臂的负载配额，能适配更多负载等级的协作机器人使用。