残疾人是世界上人口最多的少数群体,对于肢体缺失的残疾人,佩戴假肢是恢复或补偿其缺失肢体功能的重要方法之一。虽然一些肌电假肢已经商业化,但据统计,目前假肢的拒用率高达约40%,主要原因在于肌电假肢在实际应用中仍然存在很多问题。例如,假肢手的重量比自然人手更大,残疾人佩戴假肢易于疲劳;假肢的仿生性差,难以形成自然的肢体匹配效果;肌电假肢控制信号源有限,难以操控多自由度假肢;缺乏合适的感觉反馈,难以为残疾人提供所需的感觉信息等。这些问题使假肢的功能性不能满足残疾人的使用需求,影响假肢的实际操控效果。因此,面对现有肌电假肢存在的诸多问题,本文从实际应用的角度出发,针对肌电假肢在假肢手的结构设计优化、假肢的感觉反馈以及疲劳分析等方面进行了研究。针对现有的假肢手存在尺寸和重量大的问题,设计新的结构传动方案,并采用3D打印和传统机加工结合的方式制作假肢手,使假肢手的结构紧凑且质量轻。针对假肢手仿生性差的问题,在假肢手结构设计的同时对外观进行了优化,使得假肢手的外观更具有亲和力。针对截肢患者残余的肌电信号不足的问题,设计了从单自由度到多自由度的模块化假肢手,可以根据截肢患者的需求进行匹配,安装设定自由度的假肢手。针对现有假肢缺乏合适的感觉反馈的问题,研究了假肢的位置反馈对假肢操控的影响,结果证明,增加位置反馈可以提高假肢动作完成的精度和成功率。此外,研究了假肢的重量与佩戴假肢后产生的肌肉疲劳的关系,结果证明重量大的假肢会加剧残肢的肌肉疲劳程度,并影响疲劳后肌肉的恢复时间。综上所述,本文的研究围绕目前肌电假肢在实际应用中存在的问题进行研究,本文的研究成果将有助于开发高仿生性能的肌电假肢,改善假肢的使用效果,提高残疾人对假肢的接受度,促进假肢的实际应用。