仿生肌电控制上肢假肢结构设计

　　这款仿生上肢假肢的结构设计，核心面向前臂截肢患者的日常动作代偿需求，适配残肢长度在120mm-180mm区间的前臂截肢人群，安装对接端采用锥面抱紧式结构，对接面设置3处周向定位凸台，可与接受腔快速卡合锁定，安装后整体重心距离肘关节旋转中心的偏移量控制在18mm以内，长期佩戴不会对残肢造成额外的侧向力矩负担，适配日常穿戴的负重耐受要求。从功能实现逻辑来看，手部结构采用欠驱动设计，五根手指共设置12个活动关节，拇指可实现侧向摆动与屈曲两个自由度，其余四指均设置近指节、中指节两个主动转动副，远指节通过连杆联动实现随动屈曲，单根手指的最大抓握力可达25N，能够满足握持水杯、抓取餐具、操作普通门把手、握持书写工具等日常生活动作的力度需求，

　　抓握过程中关节处内置的弹性阻尼结构可自适应被抓握物体的外形，无需额外的力反馈控制回路即可实现对不规则形状物体的稳定包覆抓握，降低控制逻辑的复杂度。腕部结构设置被动旋转自由度，可通过健侧手辅助调整旋转角度，旋转范围覆盖-90°到+90°，每15°设置一个定位卡槽，调整后可自动锁止，满足不同操作姿态下的腕部角度需求，无需额外的驱动元件即可实现姿态调整，有效控制整体重量。前臂壳体内部预留了肌电信号采集模块、控制电路板、微型驱动单元与储能电池的安装空间，腔体内壁设置多处走线卡槽与安装凸台，所有电子元件均可通过螺栓直接固定在壳体内部的安装柱上，装配时无需额外设计固定支架，壳体对接处采用止口结构配合密封胶条，可实现IP54级别的防尘防水能力，

　　满足日常洗手、雨天外出等场景的使用需求，避免内部电子元件受潮损坏。设计过程中优先考虑了结构的轻量化需求，所有受力较小的外观覆盖件均采用薄壁加筋结构，壁厚统一设置为2mm，内部加强筋厚度1.2mm，在保证结构刚性的前提下尽可能降低整体重量，整肢装配完成后的总重量控制在420g以内，与同长度的人体上肢重量基本相当，长期佩戴不会产生明显的坠重感。手指关节的转动副均采用镶嵌式自润滑轴套，无需定期加注润滑脂即可实现长期顺畅转动，关节处的限位结构直接集成在指节零件上，装配时无需额外加装限位销钉，减少零件数量的同时提升了结构可靠性。从实际应用场景来看，该结构既可以适配肌电控制方案实现主动抓握动作，也可更换为纯机械拉线驱动方案适配低成本需求，

　　不同驱动方案的安装接口完全通用，无需修改外部壳体结构即可完成方案切换。手部的指腹位置预留了柔性防滑垫的安装槽，可粘贴硅胶防滑垫提升抓握摩擦力，抓取光滑物体时不会出现滑脱问题。前臂末端的对接接口采用行业通用的标准尺寸，可与市面上主流的接受腔产品直接适配，无需定制转接零件，降低后续的装配适配成本。结构设计过程中所有转动部位均预留了0.1mm的装配间隙，考虑了3D打印加工的公差余量，无论是采用工业级SLA打印还是FDM打印均可直接装配，无需二次打磨修整，适合小批量定制化生产场景，可根据不同患者的残肢尺寸快速调整前臂壳体的长度与对接端尺寸，适配不同人群的个性化穿戴需求。