类人假肢手的分析与设计

目的随着国际形势动荡和车祸等意外事故的发生,导致需要假肢手的患者数量越来越多,而假肢手对于失去手指或手臂的人来说,其重要性不言而喻。目前的假肢手虽然已经有了很大的发展,但仍存在一些问题:结构灵活性不足、控制反馈缺失、假肢手续航能力差,充电方式唯一。因此,经济成本低且类人度高、功能性强的类人假肢手具有巨大的市场需求。方法本文基于自然手CT图像建立假肢手三维模型,结合国内外假肢手的研究进展和自然手解剖结构,建立腱绳欠驱动假肢手模型,结构优化完成后对类人假肢手腱绳欠驱动模型进行运动仿真验证;根据自然手抓握运动实验和三手指协同抓握运动实验,完成协同差动机构的方案和实物设计;根据自然手抓握力实验搭建压力反馈控制系统,并完成显示系统和压力能量采集系统、太阳能采集系统,完成假肢手控制系统搭建和提高假肢手控制系统的续航能力,完成假肢手样机制作。结果本研究在人手解剖学和国内外假肢手研究现状的基础上,经过仿真模拟验证并最终完成了假肢手样机制作,假肢手样机仅需4个驱动源就可以完成日常生活中常见的手部抓握动作,同时提高了抓握不规则物体的稳定性。结论本文的研究结果和分析设计方法为假肢手的结构改进和控制系统优化提供了参考,优化了腱绳欠驱动假肢手结构并添加了控制反馈,进一步提高了类人假肢手的灵活性和对自然手抓握功能的复现能力,添加能量采集系统,降低了假肢手的经济成本应提高了类人假肢手的续航能力,进一步推动了假肢手的普及。