智能仿生假手拇指机构：力/位感知与高效运动

"具有力/位感知的仿人假手拇指机构 (2010年)：该研究设计了一种基于耦合原理的拇指机构，旨在提高假手的运动速度、稳定性，并减小其体积。通过集成力矩和位置感知装置，假手能够感知手指的精确位置和施加的力，从而实现更智能的操作。拇指由一个电机驱动，包含三个关节，其内部结构包括电机、减速箱和伞齿轮减速装置。近指节和中指节之间的驱动方式采用平面四杆和空间四杆机构，以模仿人类手指的外观和运动轨迹。实验结果显示，假手抓取速度快，起止点无震动，能模拟多种人手抓取动作，如正向捏取、三指捏取和柱状抓取，满足残疾人的日常生活需求。" 这篇论文深入探讨了仿人假手拇指机构的设计和功能增强。首先，设计的核心是耦合原理，这一理念使得假手的运动更为流畅且稳定，同时减小了整体的尺寸，使其更加紧凑。其次，通过整合力矩和位置感知技术，假手具备了感知手指位置和力度的能力，这是实现智能控制的关键步骤，使得假手可以更准确地执行任务，如同真手一样感知和适应环境。 拇指机构由一个电机驱动，该电机驱动三个关节的运动，这种设计减少了所需的驱动部件，简化了结构。电机、减速箱和伞齿轮减速装置被巧妙地内置在手掌部分，节省了空间。此外，近指节和中指节之间的驱动机构采用平面四杆和空间四杆的组合，这不仅优化了动力传递，还确保了手指的运动轨迹与人类手指相似，提高了外观的真实感。 实验结果证明了这种设计的有效性。假手的抓取速度得到显著提升，运动过程中起点和终点没有出现震动，这意味着其运动更加平稳。在抓取物体时，它能够模拟多种人手的捏取方式，包括正向捏取（类似手指捏住物体的动作）、三指捏取（用食指、中指和拇指协同操作）以及柱状抓取（如握住圆柱形物体）。这些功能的实现表明，该假手能够执行大部分日常生活中需要的手部操作，从而极大地改善了残疾人的生活质量。 关键词：假手、拇指机构、力矩感知、位置感知、四杆机构。该研究的创新点在于其集成的感知技术和仿生设计，这些进步对于假肢技术的发展具有重要意义，为未来的智能假肢设计提供了新的思路和参考。