适配桡动脉截肢患者的三指假肢臂结构

　　这款三指假肢臂的结构设计，核心面向经桡动脉截肢的前臂残肢用户，在日常康复辅具适配场景中，可覆盖多数轻量日常操作的使用需求，区别于传统装饰性假肢，其结构预留了多自由度的活动空间，能够满足抓握水杯、持握餐具、拾取小件物品这类基础生活动作的实现条件。从结构设计逻辑来看，整个臂体采用分段式构型，靠近残肢的接受腔部分做了贴合前臂残端轮廓的曲面过渡，没有尖锐棱角，避免长期佩戴对残肢皮肤造成压疮，接受腔的壁厚控制在适配3D打印工艺的合理区间，既保证足够的支撑强度，又不会过度增加佩戴重量，降低用户长时间穿戴的负重感。指段部分采用三指布局，没有照搬人手五根手指的复杂结构，而是从实用角度出发，保留拇指与另外两根对合指的结构，简化了不必要的传动链路，

　　在保证基础抓握功能的前提下，降低了结构复杂度，也减少了后期维护的难度，每根指节都做了铰接位的预留，可适配被动式牵引或者微型驱动件的安装，用户可根据自身需求选择无动力的被动牵引模式，或是加装小型驱动组件实现主动抓握。安装边界方面，接受腔的开口尺寸适配常规成年男性前臂桡侧截肢后的残端围度，臂体总长度控制在从残端末端到指尖约180毫米的区间，不会过度超出健侧手的长度比例，避免日常活动中出现磕碰，指端的接触面做了微弧面处理，增大与被抓握物体的接触面积，提升抓握时的摩擦力，减少物体滑落的概率。从实际应用场景出发，这款结构既可以作为康复辅具直接适配3D打印制作，供有需求的用户低成本定制使用，也可以作为人形机器人的末端执行器参考结构，

　　应用在轻量作业的服务机器人上，完成简单的物件拾取、搬运动作。设计过程中没有采用复杂的一体化曲面，而是将整个臂体拆分为接受腔、掌部基座、三段指节几个独立的可拆分部件，每个部件的连接位都做了卡扣与定位柱的结构，不需要额外的金属紧固件就可以完成组装，大幅降低了制作与装配的门槛，普通的FDM3D打印机就可以完成所有部件的制作，不需要高精度的工业打印设备，也方便用户根据自身残肢的实际尺寸对接受腔部分做个性化调整，不需要重新制作整个臂体结构。指节的活动角度做了限位设计，避免过度弯折造成结构损坏，每段指节的转动范围都贴合人手自然活动的角度区间，不会出现反关节弯折的情况，掌部基座与接受腔的连接位做了角度微调的空间，

　　用户可以根据自己的残肢朝向调整掌部的初始角度，适配不同的佩戴习惯。整个结构的壁厚均匀，没有出现壁厚突变的位置，在3D打印过程中可以减少翘曲变形的概率，不需要额外添加大量支撑结构，打印完成后的后处理工作量很小，去除支撑后简单打磨就可以完成装配。在功能特性上，这款三指假肢臂没有集成复杂的电子元件，基础版本完全依靠机械结构实现动作，依靠残肢的剩余运动能力或者腕部的转动就可以带动指节完成抓握动作，不需要外接电源或者复杂的控制模块，可靠性更高，也不会出现电子元件故障导致无法使用的情况，适合日常长期佩戴使用。如果有更高的功能需求，也可以在掌部的预留空腔内加装微型舵机、牵引丝等组件，升级为主动控制的假肢结构，不需要对整体结构做大幅度修改，预留的安装孔位可以直接适配常规尺寸的微型驱动件，拓展性较强。从结构强度来看，整体采用轻质工程塑料制作就可以满足日常使用的强度需求，能够承受1千克以内的抓握载荷，完全覆盖日常拿取生活用品的载荷要求，不会在正常使用过程中出现结构断裂的情况，各铰接位的磨损量也控制在合理区间，长期使用不会出现明显的松旷。