低成本仿生假肢机械手结构设计

本款仿生机械手采用三维参数化建模完成整体结构设计，建模过程中针对假肢适配的核心需求，对每一处指节结构、铰接点位都做了精准的尺寸约束，确保整体结构可以和标准假肢接受腔完成无缝装配。模型渲染阶段采用哑光工程塑料材质，还原了实际3D打印成品的质感，所有铰接缝隙、指节曲面的细节都做了精细化处理，能够直观呈现机械手的实际装配效果。从结构设计来看，该机械手采用欠驱动的结构方案，单根驱动线缆即可完成所有手指的屈曲动作，每根手指的指节处预留了橡皮筋安装槽位，依靠橡皮筋的回弹力实现手指的自然张开，被抓取物体时，橡皮筋的弹性形变可以让指节自适应贴合不同外形的物体表面，无需复杂的传感控制系统即可实现稳定的包覆抓取，大幅降低了假肢的制造成本与使用门槛。设计思路上完全围绕低成本假肢的普及需求展开，所有零部件都采用适配FDM3D打印的结构设计，无需复杂的支撑结构即可完成打印制作，普通用户借助桌面级3D打印机即可自行生产配件，大幅降低了上肢截肢人群的假肢获取成本。机械手的驱动端设计了通用的线缆固定结构，可以将驱动线缆连接到截肢者佩戴的肩带之上，依靠肩部的自然动作即可牵引线缆完成手部的抓取动作，不需要额外的动力源与电控系统，整体结构可靠性高，维护成本极低，非常适合作为入门级的功能型假肢使用，也可作为仿生机械手教学、创客项目的参考设计方案。