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植入式仿生人工义手设想旨在开发一种欠驱动的假手机械装置,该装置利用可与人体愈合的人工材料制成,并通过外科手术与断手患者残臂末端缝合相连,以人体肌肉输出的动力控制假手动作,从而使假手替代人手成为人体的功能器官。该设想综合了断肢再植和外部安装假肢两种方法的优势,能够通过人体残臂肌肉完全按照人脑意识对假手进行控制,开辟了手缺失治疗新的研究领域,有望让断手重获新生。本文作为吉林省科技发展计划项目《植入式仿生人工义手的研究与开发》研究内容的一部分,对欠驱动控制的假手结构进行研究。首先分析了人体手部结构、功能、生物力学特性及运动规律,从而仿照人手对假手结构进行设计,利用CATIA软件建立了假手的电子样机模型,并通过电子样机运动仿真的研究结果对假手结构进行优化。研究假手动作原理和驱动方式,创新设计了两种完全线控式的两指节联动方案分别应用于手指的远指节与中指节及中指节与近指节的联动,实现对假手手指的欠驱动控制,从而可通过与断手患者残臂肌腱相连接的12个拉线终端输出的6个驱动力对整个假手的15个自由度进行控制。该假手5个手指可实现相互关联程度近似于人手的独立动作,其手指机构可单独作为植入体应用于对断指患者治疗的研究。本文还设计并加工了假手手指实体模型,对其进行运动试验。通过对试验结果的分析,假手可针对不同形状和大小的物体完成近似于人手的抓握和捏取等动作,指尖运动轨迹能与人手指尖运动轨迹近似拟合。