多自由度仿生可穿戴机械假手结构设计

这款仿生机械假手的结构设计，核心围绕上肢截肢患者的日常动作复现需求展开，在康复辅具、助残设备领域有明确的落地应用场景，可适配不同前臂残肢长度的使用者，完成抓握、捏取、手势表达等多类日常动作。从结构设计逻辑来看，整手采用拟人化的指节分布，五根手指均设置独立的转动关节，拇指额外配置了内收外展的摆动自由度，可实现与其余四指的对掌动作，这一设计是还原人手精细操作能力的核心，区别于传统单自由度夹爪式假手仅能实现开合的功能局限。指节部分的传动采用高碳钢丝作为牵引介质，将驱动端的动力传递至各指节关节，这种绳驱结构能有效降低手指本体的重量，避免手部末端负载过大导致使用者佩戴疲劳，同时钢丝传动具备一定的柔性缓冲，在接触不同硬度物体时可自适应调整指节贴合度，无需额外加装复杂的力反馈结构即可实现稳定抓握，不会出现刚性夹爪易捏碎易碎物品、夹取光滑物体易滑脱的问题。腕部连接端设置了标准的安装接口，可适配不同规格的前臂接受腔，安装边界预留了足够的走线空间，可容纳伺服执行器的动力线、神经传感器的信号传输线束，不会出现线束挤压、弯折磨损的问题。驱动模块布置在腕部后方的腔体内，整手的重量分布经过重心配平，佩戴后重心靠近残肢末端，可大幅降低长时间佩戴的负重感。各指节的转动角度范围参照人手的实际活动区间设置，食指、中指、无名指、小指的掌指关节弯曲角度可达0到90度，近端指间关节、远端指间关节按比例匹配弯曲行程，可自然形成握拳、捏取细小零件、握持圆柱形水杯等多种姿态，关节处的限位结构采用一体化铣削的凸台设计，无需额外加装限位销钉，减少了装配零件数量，提升了整体结构可靠性。手指表面预留了传感器安装点位，可适配压力传感器阵列、肌电信号采集模块，配合开源控制板可实现动作的智能识别与触发，使用者可通过残肢的肌电信号控制假手完成对应动作，无需复杂的手动操作。整手的结构件均采用可3D打印的工艺拆分设计，各零件无复杂倒扣结构，打印后无需大量支撑即可获得合格的成型表面，降低了定制化生产的成本，可根据不同使用者的手型尺寸调整整体缩放比例，适配不同手掌大小的使用需求，关节铰接处采用标准销轴连接，磨损后可快速更换配件，降低后期维护成本。