仿生张力驱动上肢假肢结构设计

这款仿生上肢假肢的设计核心围绕高灵巧度与低操作门槛展开，区别于传统刚性连杆假肢的笨重结构，整套执行端采用类吉他弦的张力线作为传动介质，将驱动单元集中布置在小臂腔体内部，大幅降低手部执行端的自重，避免长期佩戴带来的肢体负担。从实际应用场景来看，该结构适配前臂截肢用户的日常使用需求，可覆盖抓握水杯、持握餐具、操作小件工具等多数日常生活动作，传动路径的张力预紧结构支持用户根据自身操作习惯调整拉线张紧度，匹配不同力度的动作输出需求。

设计阶段优先考虑了结构的易维护性，所有走线槽均采用外露可快拆的布局，无需专用工具即可完成张力线的更换与预紧调整，手指关节处采用分段铰接结构，每根手指的独立拉线可单独控制屈伸角度，配合多组定滑轮组改变传力方向，有效减少传动过程中的阻尼损耗，单根手指的最大输出抓握力可满足日常持握1.5kg以内物件的使用需求。驱动部分采用常规步进电机作为动力源，控制模块兼容通用开源控制板的信号协议，可直接对接肌电信号采集模块的输出指令，无需额外定制专用控制硬件，大幅降低整套假肢的制造成本与后期维护门槛。

安装边界方面，小臂腔体的连接端采用标准化接口设计，可适配不同长度的残肢接受腔，腔体内部预留了传感器安装位，可根据用户的肌电信号采集位置调整传感器固定点位，无需对主体结构进行二次打孔加工。手部关节的活动范围完全匹配人体手部的生理活动角度，拇指处设置了额外的旋转自由度，可实现与其余四指的对掌动作，满足捏取细小物件的操作需求。整套结构的受力部件均采用等强度设计，在指节、腕部连接等应力集中位置做了加厚处理，避免日常使用过程中出现结构断裂问题，张力线的走线路径全程做了圆角过渡，防止长期往复运动过程中出现线材磨损断裂的情况。腕部设置了被动旋转自由度，用户可通过另一只手调整腕部的旋转角度，锁定后可保持固定姿态，适配不同操作场景下的姿态需求，小臂外壳采用分段拼接结构，可根据用户的残肢长度裁剪调整外壳长度，无需重新开模制作主体结构，进一步提升了结构的适配范围。