前臂手腕传感式上肢假肢结构设计

　　这款前臂与手腕假肢的设计，核心面向前臂截肢患者的日常动作复现需求，适配残肢长度在肘下5cm至18cm区间的穿戴场景，整体结构围绕穿戴稳定性、动作反馈精度、日常使用耐久性三个核心维度展开。从穿戴端的结构设计来看，上臂固定箍采用半环抱式刚性框架搭配柔性衬层的组合结构，刚性框架选用轻量化铝合金材质，壁厚控制在2.5mm，在保证箍紧强度的前提下将整体重量控制在可接受范围，避免长期穿戴造成残肢端的压迫性损伤；固定箍的开合处采用快拆式卡扣结构，穿戴时无需额外工具辅助，单手可完成松紧调节，适配不同用户的上臂围度差异，调节范围覆盖22cm至36cm的上臂周径，满足多数成年使用者的穿戴需求。残肢接受腔采用贴合人体前臂残端轮廓的曲面设计，内壁预留3mm的柔性衬垫安装空间，既保证残肢与接受腔的贴合度，避免动作过程中出现相对滑移影响动作精度，也能缓冲动作传导过程中的硬接触，提升长时间穿戴的舒适度。

　　动力与传感部分的设计，选用NEMA17规格标准步进电机作为手腕与手指动作的核心动力源，该规格电机的安装法兰尺寸为42mm×42mm，安装孔位遵循通用标准，后续维护更换时无需重新调整安装位，可直接替换同规格标准件；电机输出端搭配行星减速结构，将输出扭矩放大至满足日常抓握需求的区间，可承载最大1.2kg的抓持重量，覆盖拿取水杯、操作小件物品、书写等日常场景的负载需求。电位计传感器分别布置在前臂旋转关节与手腕摆动关节处，实时采集关节的转动角度数据，角度检测精度可达0.5度，可将残肢端的动作控制信号精准转化为假肢关节的对应动作，减少动作延迟与角度偏差，让使用者的动作操控更贴近原生肢体的反馈逻辑。

　　关节结构的设计上，前臂旋转关节采用深沟球轴承作为转动支撑，径向跳动量控制在0.1mm以内，旋转行程覆盖内旋90度至外旋90度的范围，满足日常取物、翻转物品的动作需求；手腕摆动关节设置两个自由度，分别为掌屈/背屈方向的上下摆动，以及桡偏/尺偏方向的左右摆动，摆动角度分别设置为掌屈70度、背屈60度、桡偏20度、尺偏30度，与健康人体手腕的活动范围基本匹配，可适配多数日常动作的角度需求。手指部分采用连杆式传动结构，五个手指的动作通过独立连杆传递动力，可实现单指动作与多指协同抓握，指节处设置限位结构，避免动作超程造成结构损坏，指端包覆柔性防滑层，提升抓握物品时的摩擦力，减少光滑物品滑落的概率。

　　布线与安装边界方面，所有传感线路与动力线路均内置在假肢结构的内腔中，外部无裸露走线，避免日常使用过程中线路被勾挂造成损坏；整体假肢的总长度可根据使用者的残肢长度进行适配调整，调整区间为18cm至28cm，安装时需保证接受腔端面与残肢端面完全贴合，固定箍的位置距离肘窝2cm至3cm，避免肘关节弯曲时固定箍与肘部产生干涉。外覆层面料选用高耐磨针织面料，颜色贴近日常衣物色调，可减少穿戴时的突兀感，面料具备一定的弹性，不会对关节动作产生阻碍，同时可快速拆卸清洗，满足日常使用的卫生需求。在实际应用场景中，该假肢可帮助前臂截肢患者恢复基础的上肢动作能力，适配居家生活、简单办公等多类场景的使用需求，结构上大量采用标准件，降低了生产与后续维护的成本，模块化的关节设计也可根据使用者的实际需求调整自由度配置，适配不同损伤程度用户的使用需求。