CN108472144A - 自动化手 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种自动化手，诸如，假肢手。在一种形式中，所述自动化手可以与流体兼容。在一种形式中，所述自动化手可以包括用于在受到撞击时减小对所述手的电机和/或其它敏感组件造成伤害的风险的特征。在一种形式中，所述手可以包括腕关节，所述腕关节构造成允许所述手进行卷曲和屈曲以及/或者进行旋转。在一种形式中，所述手的一个或多个手指可以单独地受到控制。在一种形式中，所述手可以包括拇指旋转锁定机构。在一种形式中，所述手可以设有可移除握持板。在一种形式中，所述手可以配置用于作为训练手使用。

Description

自动化手

技术领域

本发明涉及一种自动化手诸如假肢手,以及用于自动化手的组件。

背景技术

自动化手常常用作假肢手，其可以用于握持物体、与另一个人握手、以及执行人手常常执行的其它任务。

然而，传统的自动化手具有几个缺点。许多手都需要很大且笨重以便将工作部件安装在手内。这会导致手看起来不自然。

传统的自动化手通常不能围绕物体屈曲(flex)和弯曲以便可靠地握持物体。这在物体弯曲且较滑(诸如，饮水玻璃杯或者瓶)的情况下尤其成问题。已知的自动化手的电机还可能竭力去提供足够的握持并且因此迅速地磨损。进一步地，由于这些手不会弯曲和屈曲，所以手在握手时也会感到不自然。

由于传统自动化手通常具有的刚性性质，这些手的敏感组件(诸如，电机和电子器件)通常会在撞击力下断裂，尤其是在手的靠近小指的一侧重击硬表面或者拇指的外边缘受到侧向撞击的情况下的侧向撞击力。

已知的自动化手的另一问题在于手本身不防水。因此，用户必须在手上戴上防水手套以便保护手的敏感工作部件和电子组件。

已知的自动化手通常包括复杂的指头致动系统，该指头致动系统包括使指头朝向特定位置偏置并且吸收撞击的阻力弹簧。当手的电机将指头驱动至非偏置位置时，来自弹簧的阻力会使得指头移动得比期望的要慢并且可能会使驱动电机达到最大负荷并且迅速地耗尽电池电量。一些设计包括单向离合器来吸收撞击力，但这些单向离合器不会防止相反方向上的撞击。电机还可以设在具有蜗轮的手指内，蜗轮相对于静止齿轮驱动手指。该布置会使得在使手指移动时所必须移动的质量增加，需要沿着各个手指进行接线，并且会限制联动装置的可用空间。由于空间有限，所以很难容纳离合器机构。

当手的手指受到太大的张力或者端部撞击时，已知的自动化手的电机和工作部件也会受到损坏。这是因为手指通常直接连接至电机并且在受到较高力时不能与电机脱离。

传统的自动化手可以提供手腕定位系统，但这些系统通常复杂、较大且笨重，其使手掌延伸远离手臂，从而产生延长、较重、笨拙且看起来不自然的手腕。此外，手相对于手腕可以移动的方式有限，并且手腕通常不兼容流体。

尽管已知自动化手被用作新的手截肢患者的训训练手，但这些手不会提供指示来表明用户已经接收到EMG(肌电图)信号以及/或者已经选择了哪种握持。因此，手截肢患者可能觉得要习惯于改变手的握持模式所需的EMG算法是令人沮丧的，尤其是当其不能辨别已经选择了哪种握持模式或者是否已经接收到EMG信号时。

已知的自动化手的一个显著缺点是工作部件，尤其是电子装置，对于变湿很敏感。因此，要不受到损坏，裸手就不能用在潮湿环境中，诸如，洗澡、淋浴、或者洗碗时。只有在手上戴上防水手套才能在潮湿环境中使用已知的手。这对于用户而言可能是令人沮丧的，因为要在假肢手上戴手套是困难的。手套也可能容易磨损和撕裂。

如果接触表面是由太过柔软的材料形成，则自动化手上的握持表面还可能遭受过度磨损，并且如果材料耐磨且由较硬材料形成，则可能无法提供合适的握持。

因此，本发明的目的是提供一种自动化手，该自动化手至少在某种程度上克服现有技术的一个或多个缺点，或者至少提供现有自动化手的有用替代物。

发明内容

在第一方面，提供了一种自动化手，该自动化手包括：手掌；附接至手掌的一个或多个弹性柔性且可压缩底座；以及一个或多个连接器，每个连接器具有从其延伸出去的手指，该手指可相对于手掌移动，每个连接器安装至相应底座，使得在将侧向力施加至手指时，每个连接器可以围绕底座旋转。

每个连接器可以在手掌的平面中或者在与手掌的平面正交的平面中旋转。可以提供单个整体式底座，或者可以提供多个单独的底座。底座可以合适地由在-20℃至100℃的温度范围内具有在0.05至0.8之间(优选地在0.05至0.5之间)的DMTA阻尼系数的材料形成。该材料优选地具有在20％至60％之间的弹性以及在10至90之间的邵氏A硬度(优选地为在30至60之间的邵氏A硬度)或者可替代地在40至90之间的邵氏D硬度。包括多个底座或者单个底座(其具有多个孔口)的掌骨支柱优选地具有这样的弹力，即由于掌骨支柱的弹性变形允许致动器与手掌之间相对移动，使得至少两个手指可以张开至少5度，并且优选地为至少10度，并且更优选地为至少20度。掌骨支柱优选地还为在垂直于手掌的方向上施加至手指的力提供撞击吸收，使得每个致动器可以由于掌骨支柱的弹性变形而相对于手掌旋转至少2度(优选地为5度，并且更优选地为10度)。由于掌骨支柱的弹性变形，侧向地或垂直于手指尖端施加的2.5牛顿至20牛顿的力优选地会导致相对于手掌在手掌平面内进行至少3度，优选地为至少5度的角旋转。

掌骨支柱可以由弹性体(elastomer)、橡胶、硅树脂、可压缩聚合物、或者热塑性材料形成。优选地，该材料是热固性弹性体(碳氢化合物、碳氟化合物或者基于硅石)、热塑性弹性体、热固性橡胶、天生(inherently)柔软的热塑性材料。其还可以是上述聚合物中的任一种的合金(alloy)或者共混物或者发泡组合物。

在另一方面中，提供了一种自动化手，该自动化手包括：手掌；固定至手掌的弹性底座，该弹性底座包括用于容置致动器的凹部；以及第一致动器，该第一致动器具有近端和远端，该近端安装在凹部内并且远端具有从其延伸出去的拇指，其中，弹性底座容许第一致动器相对于手掌进行至少2度的相对角位移。第一致动器可以使拇指相对于手掌在第一旋转平面中旋转，该手包括安装在拇指上的第一接合表面以及安装在手掌上的第二接合表面，使得在拇指的握持移动期间致动器相对于手掌位移以便使接合表面接触以抑制在第一平面中的移动。

根据另一方面，提供了一种自动化手，该自动化手包括：手掌；第一致动器，该第一致动器具有近端和远端，该近端枢转地安装至手掌并且具有从其延伸出去的拇指，致动器使拇指相对于手掌在第一旋转平面中旋转；以及安装在拇指上的第一接合表面以及安装在手掌上的第二接合表面，使得在拇指的握持移动期间致动器相对于手掌位移以便使接合表面接触以抑制在第一平面中的移动。

根据另一方面，提供了一种自动化手，该自动化手包括：手掌；从手掌延伸出去的手指；致动器，该致动器用于驱动齿轮；以及过载保护离合器，该过载保护离合器在其输入端由齿轮驱动以使得连接至其输出端的手指移动，并且具有双向过载保护，使得当施加至离合器的旋转力超过限制时，离合器会允许其输入端与输出端之间进行相对旋转。

根据另一方面，提供了一种自动化手，该自动化手包括：手掌；经由离合器连接至手掌的齿轮；以及从手掌延伸出去的手指，该手指包括致动器，该致动器驱动与齿轮接合的齿轮装置以便使得手指相对于手掌旋转，其中，离合器是过载保护离合器，该过载保护离合器具有双向过载保护，使得当由齿轮施加至离合器的旋转力超过限制时，离合器会允许手指与手掌之间相对旋转。

根据另一方面，提供了一种自动化手，该自动化手包括：手掌；以及从手掌延伸出去的两个或者更多个手指；一个或多个电机，该一个或多个电机配置成使得手指中的至少一个移动；以及腕关节，该腕关节构造成将手掌连接至臂构件，其中，腕关节包括具有相对端部的心轴(axle)，该相对端部与手掌接合以便允许手掌围绕心轴旋转；以及定位在手掌中的锁定机构，该锁定机构构造成将手掌相对于臂构件锁定在固定位置。

根据另一方面，提供了一种自动化手，该自动化手包括：密封手掌区段(region)，当浸没在流体中时，该密封手掌区段是防水的；安装至手掌的两个或者更多个密封指关节；从相应密封指关节延伸出去的两个或者更多个手指；以及安装在密封手掌区段内的一个或多个致动器，该一个或多个致动器驱动密封指关节以使手指移动。

根据另一方面，本发明提供了一种自动化手，该自动化手包括：手掌；从手掌延伸出去的一个或多个手指；以及一个或多个驱动电机，该一个或多个驱动电机配置成使得至少一个手指移动。每个手指通过连接器附接至手掌，该连接器包括指关节和连接臂。自动化手还包括在两个或者更多个连接器之间延伸的弹性柔性且可压缩掌骨支柱。掌骨支柱包括第一端、第二端、以及一个或多个支撑件孔口。每个支撑件孔口构造成将连接臂的至少一部分保持在其中。

一个或多个支撑件孔口在掌骨支柱的第一端与第二端之间延伸。

可选地，每个支撑件孔口基本上是圆柱形的，并且每个连接臂基本上为圆柱形且构造成嵌套在相应支撑件孔口内。

在一种形式中，手包括防旋转系统，该防旋转系统构造成防止一个或多个手指支撑件在掌骨支柱的一个或多个支撑件孔口内旋转。

在一种形式中，至少一个支撑件孔口包括至少一个止动件，该至少一个止动件构造成与连接臂的对应止动件接合以防止连接臂在支撑件孔口内的旋转。优选地，支撑件孔口包括至少一个凹部或者开口，该至少一个凹部或者开口构造成与至少一个突起接合以将该突起保持在凹部或者开口内。

在一种形式中，至少一个连接器包括连接臂、电机壳体、以及位于连接臂与电机壳体之间的指关节。电机壳体位于其中一个手指内，并且连接臂位于手掌内。

优选地，至少一个连接臂包括用于容置驱动电机的电机壳体。

可选地，掌骨支柱是由一种或多种材料制成，该一种或多种材料包括以下材料：弹性体、橡胶、硅树脂、可压缩聚合物。

根据另一方面，本发明提供了一种弹性柔性且可压缩掌骨支柱，其包括第一端、基本上与第一端相对的第二端，并且进一步包括在第一端与第二端之间延伸的一个或多个孔口。

根据另一方面，本发明提供了一种自动化手，该自动化手包括：手掌；以及从手掌延伸出去的两个或者更多个手指；其中，至少一个手指形成安装在手的手掌的第一侧处或者附近的拇指，其中，拇指基本上与至少一个其它手指相对，并且其中，手包括定位成与拇指的一部分接触的可压缩拇指缓冲垫。可压缩拇指缓冲垫可以构造成抑制拇指在侧向撞击下的侧向移动并且提供握持顺从性。

优选地，拇指连接至基部构件，该基部构件延伸至拇指的一侧，并且可压缩拇指缓冲垫安装在基部构件上。

优选地，可压缩拇指缓冲垫的一侧定位为与拇指的一侧接触。

在一种形式中，拇指包括第一电机，该第一电机配置成使得拇指围绕第二轴线卷曲和屈曲。优选地，第一电机容纳在拇指内。

在一种形式中，拇指包括第二电机，该第二电机配置成使得拇指围绕第一轴线朝向和远离手掌的第二侧进行铰接，第二侧基本上与第一侧相对。优选地，第二电机容纳在基部构件内。

手还可以包括拇指支撑件，该拇指支撑件包括第一表面，其中，基部构件构造成位于拇指支撑件的第一表面上。优选地，拇指支撑件包括第一表面，该第一表面包括第一斜坡凹部，该第一斜坡凹部构造成将基部构件的至少一部分容置在其中，并且其中，凹部的角度朝向拇指倾斜。

第一凹部可以包括在其最深端处的开口。

拇指支撑件可以进一步包括第二凹部，并且拇指包括底表面，该底表面包括从底表面延伸出去的突起；其中，该突起构造成被容置在第二凹部内。

在一种形式中，突起和第二凹部均是细长的并且在基本上垂直于基部构件的长度的方向上延伸。优选地，突起和凹部均为半圆柱形。

根据另一方面，本发明提供了一种自动化手，该自动化手包括：手掌；从手掌延伸出去的两个或者更多个手指；一个或多个电机，该一个或多个电机配置成使得至少一个手指移动；以及至少一个离合器装置。该离合器装置构造成与其中一个电机接合和脱离以驱动第一手指。离合器装置还构造成与第一手指接合。离合器装置包括从动元件，该从动元件包括接触表面并且构造成由电机使其旋转。离合器装置还包括：夹固构件，该夹固构件包括第一表面，该第一表面构造成与从动元件的接触表面接合；以及压缩构件，该压缩构件构造成使得夹固构件的第一表面压抵从动元件的接触表面。

优选地，从动元件的接触表面包括一个或多个公接合构件，并且夹固构件包括一个或多个母接合构件。每个公接合构件可以构造成至少部分地被容置在相应母接合构件中，以使从动元件和夹固构件彼此接合。

在一种形式中，一个或多个母接合构件中的每一个包括基本上为凹状的凹部。优选地，一个或多个公接合构件中的每一个包括基本上为凸状的或者球形的突起。

优选地，从动元件的接触表面包括一个或多个孔口。每个孔口包括封闭端并且构造成在接触表面处或者附近容置公接合构件，使得公接合构件从接触表面上突起，并且其中，压缩构件被保持在孔口内，位于公接合构件与孔口的封闭端之间。

优选地，压缩构件是保持压缩状态的弹簧。

在一种形式中，公接合构件是球体，诸如，滚珠轴承。在另一种形式中，公接合构件可以是尖头(nib)。

优选地，从动元件的接触表面包括一个或多个母接合构件，并且夹固构件包括一个或多个公接合构件。每个公接合构件可以构造成至少部分地容置在相应母接合构件中以使从动元件和夹固构件彼此接合。

优选地，一个或多个母接合构件中的每一个包括基本上为凹状的凹部。更优选地，一个或多个公接合构件中的每一个包括基本上为凸状的或者球形的突起。

在一种形式中，夹固构件的第一表面包括一个或多个孔口，其中，每个孔口包括封闭端并且构造成在第一表面处或者附近容置公接合构件，并且其中，压缩构件保持在孔口内，位于公接合构件与孔口的封闭端之间。

优选地，压缩构件是保持压缩状态的弹簧。

在一种形式中，公接合构件是球体，诸如，滚珠轴承。在另一种形式中，公接合构件可以是尖头。

优选地，夹固构件包括第二表面，该第二表面构造成与第一手指接合。

在一种形式中，夹固构件包括第一元件，该第一元件包括夹固构件的第一表面。夹固构件还包括第二元件，该第二元件包括夹固构件的第二表面。压缩构件包括位于第一表面与第二表面之间的弹簧垫圈。

优选地，一个或多个公接合构件从夹固构件的第一表面上突起并且构造成与设在从动元件的接触表面上的一个或多个母接合构件接合。

在一种形式中，夹固构件的第二表面构造成与第一手指的主体接合。第一手指的主体包括内表面，该内表面包括容置元件，该容置元件构造成将夹固构件的第二表面容置在其中。

优选地，容置元件包括孔口、凹部、或者区域，所述区域由与该区域接壤的至少一个壁或者由多个突起臂限定。

在一种形式中，从动元件的接触表面基本上为圆形，并且夹固构件包括主体，该主体包括两个端部部分和基本上为凹状的内表面，该基本上为凹状的内表面包括夹固构件的第一表面并且构造成基本上包围从动元件的接触表面的至少一半。压缩构件构造成将夹固构件的至少一个端部部分压向另一端部部分，以将夹固构件的第一表面夹固在从动元件的接触表面上。

在另一种形式中，从动元件的接触表面基本上为圆形，并且夹固构件包括基本上为环形的主体，该基本上为环形的主体包括从环形主体延伸出去的两个端部部分。基本上为环形的主体包括内表面，该内表面包括夹固构件的第一表面并且构造成基本上包围从动元件的接触表面。压缩构件构造成将夹固构件的至少一个端部部分压向另一端部部分以便将夹固构件的第一表面夹固在从动元件的接触表面上。

优选地，夹固构件构造成与第一手指的主体接合。

在一种形式中，第一手指的主体的内表面包括容置元件，该容置元件构造成将夹固构件的至少一部分容置在其中。容置元件包括凹部，该凹部成形为与夹固构件键接(keywith)。

优选地，从动元件和夹固元件由共同心轴支撑，该共同心轴穿过形成在从动元件和夹固元件中的心轴容置孔口。

根据另一方面，本发明提供了一种自动化手，该自动化手包括：手掌；从手掌延伸出去的两个或者更多个手指；一个或多个电机，该一个或多个电机配置成使得至少一个手指移动；以及腕关节，该腕关节构造成将手掌连接至臂构件。腕关节包括具有相对端部的心轴，该相对端部与手掌接合以便允许手掌围绕心轴旋转。

优选地，定位系统进一步包括定位构件和锁，该定位构件与心轴接合，该锁构造成相对于定位构件将手掌锁定在固定位置处。锁和定位构件的至少一部分位于手的手掌内。

在一种形式中，定位系统包括：位于手的手掌内的心轴；包括位于手掌内的锁定臂的定位构件；以及位于手掌内的锁定构件。锁定构件构造成与定位构件接合以将手掌锁定在中间位置、屈曲位置、或者延伸位置。

优选地，锁定臂包括多个开口，并且锁定构件包括锁定销，该锁定销构造成被容置在开口中的任一个内。

优选地，心轴由一对基本上可压缩的心轴底座支撑在手掌内。

优选地，腕关节进一步包括连接器，该连接器构造成附接至定位构件以及附接至臂构件。

优选地，定位构件构造成相对于连接器旋转。

在一种形式中，定位构件包括至少一个锁定指头，并且连接器包括一系列分度结节(indexing nodule)，该分度结节构造成与(多个)锁定指头接合以便相对于连接器将定位构件锁定就位。该至少一个锁定指头构造成当使定位构件相对于连接器旋转时与分度结节脱离。

优选地，腕关节进一步包括位于定位构件与连接器之间的水密密封件。

根据另一方面，本发明提供一种用于电气终端装置的腕关节，其中，腕关节构造成附接至电气终端装置和臂构件，并且其中，腕关节包括主体，该主体包括第一端和第二端，第二端构造成面向臂构件并且包括延伸到腕关节主体的基本中空的区段中的孔口，以允许用户的残肢的一部分延伸通过腕关节的至少一部分。

优选地，孔口在腕关节的第一端与第二端之间延伸。

在一种形式中，腕关节进一步包括心轴，该心轴可旋转地附接至手掌以便允许手掌相对于腕关节铰接。

优选地，电气终端装置包括受动力(powered)钩。

可替代地，电气终端装置包括自动化手。

根据另一方面，本发明提供了一种自动化手，该自动化手包括：手掌；从手掌延伸出去的两个或者更多个手指；一个或多个电机，该一个或多个电机配置成使得手指移动；以及控制系统，该控制系统连接至一个或多个电机并且配置成接收：来自用户的一个或多个EMG信号；来自用户界面的一个或多个电子信号；或者来自用户的一个或多个EMG信号以及来自用户界面的一个或多个电子信号，并且根据所接收到的(多个)信号使手指呈预定握持模式，其中，控制系统可基于所接收到的信号进行编程以便使得手呈预定握持模式。所选择的握持模式可以显示在显示器上。

手可以进一步包括指示控制系统已经接收到信号的一个或多个指示器。至少一个指示器可以是视觉指示器。在一种形式中，手可以包括指示控制系统已经接收到信号的至少一个视觉指示器。

手优选地包括用户界面，该用户界面包括一个或多个输入构件，用户可以通过该一个或多个输入构件来使手呈预定握持模式。

一个或多个输入构件可以包括一个或多个按钮。优选地，用户界面包括面板，该面板包括一个或多个输入构件以及一个或多个视觉指示器。

根据另一方面，本发明提供了一种自动化手，该自动化手包括：手掌；从手掌延伸出去的两个或者更多个手指；以及一个或多个电机，该一个或多个电机配置成使得至少一个手指移动；其中，自动化手构造成在浸没在流体中时进行操作。

优选地，手包括腕关节，该腕关节构造成将手掌附接至包括套筒的下臂构件，并且还构造成形成至套筒的水密附接构造成。

优选地，腕关节包括心轴，手掌可以围绕该心轴卷曲和屈曲以及/或者侧向地旋转。

在一种形式中，腕关节构造成保持电气连接器，该电气连接器将套筒中的电子装置与手掌和/或手指中的电子装置连接起来。

在又一方面中，本发明提供了基本上如本文所描述的以及参照附图、单独地或者与任何特征进行组合的并且呈任何配置的自动化手。

在本说明书中对现有技术文件的任何提及均不应被看作是承认该现有技术是众所周知的或者构成本领域中的公知常识。

如本说明书中所使用的，词语“包括(comprises)”、“包括(comprising)”、以及相似词语不应解释为排他性或穷举性的。换言之，其意在表示“包括但不限于”。

附图说明

进一步参照附图对本发明进行描述，在附图中：

图1是本发明的一种形式的自动化手的侧视图；

图2是从图1的自动化手下方看时的透视图；

图3是本发明的一种形式的自动化手的分解图；

图4A是本发明的一种形式的掌骨支柱的侧视透视图；

图4B是图4A的掌骨支柱的正视透视图；

图4C是图4A的掌骨支柱的另一侧视透视图；

图4D是图4A的掌骨支柱的底部透视图；

图5是本发明的一种形式的自动化手的局部剖视平面图；

图6是图5的自动化手的透视图；

图7是本发明的一种形式的拇指、拇指支撑件以及拇指缓冲垫的分解图；

图8是本发明的一种形式的手掌和拇指配置的分解图；

图9是本发明的一种形式的手指和离合器装置的分解图；

图10A是本发明的手指和指节的一部分的侧视图；

图10B是沿着图10A的线A-A截取的一种形式的手指和离合器装置的剖视图；图11A是处于握持位置的一种形式的自动化手的平面图；

图11B是沿着图11A的线B-B截取的手的剖面侧视图；

图12A是本发明的处于打开位置的一种形式的自动化手的平面图；

图12B是沿着图12A的线C-C截取的手的剖面侧视图；

图13是本发明的另一种形式的离合器装置的另一种形式分解图；

图14A是本发明的又另一种形式的离合器装置的另一种形式分解图；

图14B是承载着图14A的离合器装置的指头的一部分的侧视图；

图14C是通过图14B的线G-G的剖面图；

图15是本发明的一种形式的手腕定位系统的分解图；

图16是从另一角度看图15的手腕定位系统的分解图；

图17A本发明的一种形式的自动化手的部分平面图，其中，手腕处于中间位置；

图17B是沿着图17A的线D-D截取的手的剖面侧视图；

图17C是沿着图17A的线D-D截取的手的剖面侧视图，但其处于卷曲位置中；

图17D是沿着图17A的线D-D截取的手的剖面侧视图，但其处于屈曲位置中；

图18是手掌的下面部分的分解图以及本发明的一种形式的转换器；

图19是本发明的一种形式的自动化手的一部分的透视图；

图20A本发明的手的一种形式的平面图，其中，手掌处于中间位置中；

图20B是沿着图20A的线E-E截取的手的剖面侧视图；

图20C是图20B的区域A的放大图；

图21是根据本发明的附接至一种形式的连接器的一种形式的定位构件的透视图；

图22A是一种形式的手的侧视图，其中，腕关节处于中间位置；

图22B是沿着图22A的线F-F截取的腕关节的剖面侧视图；

图23是根据本发明的一种形式的包括腕关节的自动化手的一种形式的透视图；

图24是本发明的另一种形式的定位构件的另一种形式透视图；以及

图25是图24的自动化手的平面图并且包括用于训练目的的用户界面；

图26是根据第二示例性实施方案的自动化手的侧视透视图，示出了拇指旋转方向；

图27是图26的自动化手的侧视图，其中，拇指被移除；

图28是图26所示手的拇指的透视图；

图29是图26所示手的底视图，其中，拇指旋转锁接合；

图30是图26所示手的底视图，其中，拇指旋转锁脱离；

图31是图26所示自动化手的顶视图，其中，剖面示出了容纳在指头和拇指中的致动器；

图32是处于接合位置的拇指旋转锁的替代实施方案的底视图；

图33是用于自动化手的又一指节离合器实施方案的透视图和部分分解图；

图34是图33所示指节离合器的分解图；

图35是图33所示离合器的侧视立视图；

图36是沿着图35的线I-I的剖面图；

图37是图33所示离合器的端视图；

图38是图37中的区域J的放大图，示出了离合器板；

图39是图33的离合器的离合器板的侧视图；

图40是图33的离合器的离合器板的平面图；

图41是图33的离合器的离合器板的透视图；

图42是根据又一实施方案的离合器的侧视立视图，其具有在指头中的电机驱动器；

图43是根据又一实施方案的处于中间位置的手腕机构的底视图；

图44是沿着图43的线H-H的剖面图；

图45是处于屈曲位置的在图43中示出的手的底视图；

图46是沿着图45的线H-H的剖面图；

图47是处于延伸位置的在图43中示出的手的底视图；

图48是沿着图47的线H-H的剖面图；

图49是图43的自动化手的背部的透视图，其中无手腕部分；

图50是图49的分解透视图；

图51是图43所示手的手腕的分解透视图；

图52是图43所示手的整个后部总成的分解图；

图53是图51所示手腕的透视图；

图54是指示字母数字显示器的自动化手的平面图；

图55是又另一手腕实施方案的透视图；

图56是图55所示手腕实施方案的分解透视图；

图57是根据又一实施方案的掌骨支柱背部立视图；

图58是图57所示掌骨支柱的侧视立视图；

图59是图57所示掌骨支柱的平面图；

图60是图57所示掌骨支柱的正面透视图；

图61是图57所示掌骨支柱的后部透视图；

图62是顶部手掌的后部透视图；

图63是一组手指和致动器的后部透视图；

图64是底部手掌的后部透视图；

图65是手和顶部手掌覆盖件的分解透视图；以及

图66是手和底部手掌覆盖件的分解透视图。

具体实施方式

本发明涉及一种自动化手，诸如，假肢手或者用于假肢的训训练手。尽管以电动机为例进行了描述，但应理解，可以采用一系列合适的致动器。

第一示例性实施方案

在图1至图25示出了第一示例性实施方案的自动化手100，并且其包括手掌200和从手掌200延伸出去的两个或者更多个手指300。每个手指可以通过指关节附接至手掌。手指构造成在打开的基本上屈曲的(延伸)位置与基本上闭合的握持位置之间移动。手指300可以呈指头310或者拇指320的形式。在一个示例中，手100可以包括两个手指300，其中一个是指头310，另一个是基本上相对的拇指320。在另一种形式中，手100可以包括四个或者更多个指头310和基本上相对的拇指320。在又另一种形式中，手100可以仅仅包括两个或者更多个指头310。可以设想，在又另一种形式中，手100可以包括一个或多个指头310以及两个或者更多个拇指320，但这不是优选的实施方案，因为手看起来不自然。

本发明的手100还包括一个或多个驱动电机230。每个电机230可以配置成驱动仅一个手指300或者多于一个手指移动。例如，在手100包括四个指头和一个拇指的情况下，单个电机230可以用于驱动拇指从一个位置移动至另一位置。两个电机230可以用于驱动指头移动，每个手指电机构造成移动两个指头。在另一种形式中，每个手指300可以由独立的电机230驱动，该独立的电机230构造成仅仅驱动该手指300移动。在一种形式中，拇指可以包括两个电机，其中，第一电机配置成使得拇指卷曲和屈曲，而第二电机配置成使得拇指从手掌的一侧朝着另一侧移动。

每个手指300包括主体，该主体可以形成为单个部分或者两个或更多个部分。例如，人的指头包括近节指骨、中节指骨、以及远节指骨。本发明的自动化手100还可以包括一个或多个手指300，该一个或多个手指300包括近节指骨301、中节指骨302、以及远节指骨303，如在图1的拇指中所示。可替代地，手的一个或多个手指可以构造成仅仅包括近节指骨301和远节指骨303，如在图1的指头中所示。在该配置中，近节指骨301和远节指骨303可以任选地成角度或者弯曲。在一些形式中，角度或者弯曲的点可以类似于中节指骨302与近节指骨301之间或者在中节指骨与远节指骨303之间的关节的外观，视情况而定。在图1所示的实施方案中，指头300的远节指骨303成一定角度，以类似于处于基本松弛、稍微卷曲位置的结合的中节指骨和远节指骨。在又另一种形式中，手指可以仅仅包括近节指骨。再次，手指可以包括一个或多个弯曲或者角度以便手指基本上类似于弯曲/卷曲的人指头。

在一种形式中，手指300的主体可以是基本上中空的外壳，其可以包括位于中空内部内的工作组件。工作组件可以构造成将电机的旋转移动转移至手指。在另一种形式中，指头的主体可以基本上是实心的。

本发明的自动化手100还包括电源，该电源配置成操作一个或多个驱动电机10以及手的其它电子组件。电源可以是电池或者其它电力储存装置，诸如，缓释电容器。可选地，电源是可再充电的。

优选地，手100包括指示器，该指示器提供电源何时电量不足的指示。例如，指示器可以是呈闪光灯或者特定颜色的光的形式的视觉指示器。此外或者可替代地，指示器可以是发出哔哔声或者发出特定声音以指示电源电量不足的声音指示器。

本发明的手100还可以包括控制系统，该控制系统配置成控制手的电机的操作。控制系统还可以配置成控制手的其它电子组件的操作。控制系统可以可编程以满足用户的需要和技能。控制系统可选地还可以是可再编程以满足用户随着时间变化的需要和技能。

掌骨支柱

在一种形式中，如在图1至图6所示，手100的手掌200包括呈外壳形式的主体。该外壳限定出手掌的内部，工作组件和电子装置可以保持在手掌内部。外壳可以形成为整体。在另一种形式中，手掌的外壳包括构造成附接在一起的第一部分210和第二部分220构造成。手掌外壳的第一部分构造成形成手的上面部分210，即，手的背部。外壳的第二部分构造成形成手的下面部分220，即，手掌的握持部分。为了清晰起见，现在将第一部分210和第二部分220分别称为上面部分210和下面部分220。然而，该术语不应理解是第一部分总是处于上面位置而第二部分总是处于下面位置。如应理解的，手可以旋转以便使得上面部分(手的背部)面向地面并且因此低于手掌的下面部分。

手100的手掌200还可以包括弹性柔性且可压缩的掌骨支柱250。掌骨支柱250可以构造成支撑指关节并且因此也支撑手的手指。

在一种形式中，一个或多个指关节直接地或者间接地附接至连接器，该连接器构造成附接至掌骨支柱。连接器260可以包括指关节261和连接臂20。指关节261可以位于连接臂20的第一端。连接臂20可以构造成附接至掌骨支柱250或者至少由其支撑。连接臂20因此以“自由浮动”方式安装至掌骨支柱250，使得当向手指施加侧向力时，每个连接臂20可以围绕掌骨支柱250旋转。掌骨支柱250的弹力允许各个手指张开(在手掌的平面上旋转分开)并且为在与手掌正交的方向上施加至手指的力提供撞击吸收。这避免了需要任何内部框架，其中手指仅通过固定至手掌上半部分和手掌下半部分的掌骨支柱附接至手掌。

掌骨支柱250构造成基本上延伸越过手的指节区段。例如，掌骨支柱250可以在两个或者更多个连接器之间延伸并且构造成允许各个连接器(以及因此指关节261和手掌200的远端部分)稍微扩张分开，稍微挤压在一起，以及相对于彼此稍微上下移动，以模拟(至少部分地)人手的指节的自然移动。连接器260构造成将(多个)指头300连接至手掌200。因此，通过允许连接器260扩张，由于掌骨支柱的弹力，指头300也能够侧向地移动并且扩张至一定程度，诸如，当将诸如刷子手柄等物件放置在各个指头之间时。掌骨支柱优选地具有这样的弹力，即由于掌骨支柱的弹性变形允许致动器与手掌之间相对移动，使得至少两个手指可以张开至少5度(更优选地为至少10度，并且甚至更优选地为至少20度)。在本文中，词语“扩张”指手指在其自然位置中通常平行，并且其“扩张”的程度表示邻近手指的中心线之间的角度。在各个手指不平行的情况下，“扩张”指邻近手指之间的附加角旋转。掌骨支柱的弹力还提供来自侧向力(即，来自手的任一侧的力，诸如，对小指的撞击迫使小指朝向第三个指头)以及正交力(即，在与手掌的平面正交的方向上作用在手指上的力)的撞击吸收。这是因为连接器260由于掌骨支柱250的弹性变形而能够相对于手掌移动。掌骨支柱可以提供弹性变形，使得施加至手指尖端的在2.5牛顿与20牛顿之间的侧向力会导致在手掌的平面内相对于手掌进行至少3度(优选地为至少5度)的角旋转(手指扩张)。

掌骨支柱优选地为在与手掌正交的方向上施加至手指的力提供撞击吸收，使得每个连接器可能由于掌骨支柱的弹性变形而在手指的驱动移动(手指旋转)平面内相对于手掌旋转至少2度(优选地为至少5度)。掌骨支柱可以提供弹性变形，使得在与手掌的平面正交的方向上施加至手指尖端的在2.5牛顿与20牛顿之间的力会导致手指相对于手掌进行至少3度的角旋转。

类似地，例如，通过允许在手100的任一侧上的连接器260(以及因此指关节261)向下移动，指头300能够更加容易地在较小或者圆形物体，诸如，网球，周围顺从并且握持该物体。自动化手的顺从性质意味着手也能够在握手时提供更加自然的握持。

掌骨支柱材料性质

选择用作掌骨支柱的材料在最终使用中暴露于正常的冷热环境温度时应该能够保持高度柔性的柔性。手可以暴露于冰水(0℃)或者非常热的水(60℃)。

动态力学热分析(DMTA)是一项实验室试验，其准确地描述了聚合物材料在其最终使用期间(诸如，用作“掌骨支柱”)的实际行为。这是选自D 2236、D 4065、D 4440、或者D5279中任一项的ASTM协议。其包含“温度”作为材料选择的参数。

DTMA试验测量材料在机械操作(诸如，弯曲)期间吸收和/或保持能量的能力。

其按照吸收的能量/保持的能量的比率来描述柔性和弹力(回弹力)。该无单位比率被称作这种材料的“阻尼系数”或者“正切德尔塔”，其可以是在很宽的温度范围内产生。

在分析术语中，当在负20℃至正100℃的温度范围内进行测量时，用于掌骨支柱的材料将需要小于1.0的柔性(阻尼系数/正切德尔塔)，优选地在0.05与0.8之间。

为了提供该柔性、半可压缩且有弹性的特性，掌骨支柱可以由任何合适的材料或者各种材料的组合制成，包括但不限于：弹性体、橡胶、硅树脂、可压缩聚合物、以及热塑性材料。热固性弹性体(碳氢化合物、碳氟化合物或者基于硅石(silica-based))、热塑性弹性体、热固性橡胶、天生柔软的热塑性材料、或者基于这些聚合物中的任一种的发泡组合物均适合于该应用。

下表1中示出了符合这些标准的一些典型聚合物材料。聚合物的这些“家族”可以描述为：

交联热固性弹性体(诸如，乙烯/丙烯酸酯或者丁基橡胶)、交联热固性聚氨酯交联热固性聚硅氧烷、热塑性聚氨酯(Huntsman、Bayer)、热塑性弹性体(DuPontDSM共聚酯、Arkema共聚多酰胺)。这些聚合物(与其它聚合物以及无机填料)的合金和混合物、以及弹性体材料的这些家族的泡沫形式也可以是候选材料。还可以使用复合材料，诸如，碳纤维增强聚合物。

表格1掌骨支柱聚合物柔性的标准

注释

*基于在USP 4,605,681中公开的方法论

**

***基于Huntsman Advanced Materials公司提供的数据

****基于“陆军研究实验室”TR 4296数据

表格1中的数据表明大范围的热固性和热塑性聚合物满足制造掌骨支柱的材料的选择标准。

在负20℃至正100℃之间，阻尼系数优选地在0.05-0.80的范围内，并且更优选地在0.05至0.5的范围内。弹力优选地在20％至60％之间。硬度优选地在邵氏A硬度10至90之间(更优选地为30-60)或者邵氏D硬度40-90。已经发现由邵氏A硬度约为30的材料形成的掌骨支柱尤其合适。

应理解，掌骨块所需要的功能可以以不同于根据上述示例使用实心掌骨块的方式来实现。例如，可以在实心块中提供切口，或者其如若不然可以形成为使得较小部段的材料暴露于由手指施加的旋转力。泡沫材料可以具有不同的结构，例如，掌骨支柱可以沿着致动器进一步延伸，其中，泡沫材料容易变形。

如图1至图5所示，掌骨支柱250包括具有第一端252的主体251。第一端252可以基本上面朝手腕的方向。支撑件250还包括第二端253。第二端253可以定位为基本上与第一端相对并且可以基本上面朝手100的(多个)指头300的方向。掌骨支柱250还包括上表面254，上表面254可以构造成形成手的手掌的上面部分210的上表面211的一部分。优选地，掌骨支柱250的上表面构造成基本上与手掌200的上面部分210的上表面齐平。支柱250还包括基本上相对的下表面255，下表面255可以构造成形成手的手掌的接触表面221的一部分。接触表面是手的下面部分的外表面，其通常与握持在手的手掌内的物品接触。掌骨支柱250的下表面可以基本上与手掌200的下面部分220的接触表面齐平。

掌骨支柱250定位在指关节261与手掌200的主体之间。手掌200的上面部分210和下面部分220可以构造成连接在一起并且将掌骨支柱250的至少一部分保持在上面部分210与下面部分220之间。例如，在一种形式中，掌骨支柱的第一端252构造成保持在手掌200的上面部分210与下面部分220之间并且基本上与手掌的上表面和下表面齐平，使得掌骨支柱250用作上面部分210和下面部分220的延伸。

在一种形式中，手掌200(包括掌骨支柱250)可以包括附接系统以便将掌骨支柱250附接至手掌的上面部分210和下面部分220。在一个实施方案中，如图所示，手掌的上面部分210包括第一端212和第二端213。手掌的下面部分220也包括第一端222和第二端223。上面部分210和下面部分220两者的第二端可以包括围绕第二端的全部(或者基本全部)延伸的唇缘214，如图3所示。掌骨支柱250的第一端252可以包括基本上围绕第一侧252延伸的凸缘256。通道257可以位于凸缘256与掌骨支柱250的主体的其余部分之间，如图3、图4c和图4d最佳所示。通道257的壁由凸缘256的内部边缘和掌骨支柱250的主体251的其余部分形成。手掌200的上面部分210和下面部分220中的每一个的唇缘214可以构造成突出到通道257中并且与凸缘256的内部边缘邻接。通过将手掌的第一部分210和第二部分220连接在一起，唇缘214突出到通道257中并且凸缘256防止唇缘214被拉出通道257，即使掌骨支柱屈伸或者被拉动远离手掌200的第一部分和第二部分，情况也如此。

可以设想，在其它形式中，通道257和凸缘256可以不围绕整个(或者基本上整个)掌骨支柱250延伸，并且相反可以围绕掌骨支柱250的一部分或者多个部分延伸。例如，凸缘256可以由设在掌骨支柱250的第一端周围的一系列突起形成，使得通道257形成在每个突起与支撑件250的其余部分之间。在另一种形式中，凸缘256可以设在掌骨支柱250的第一端的相对侧处。

应理解，这仅仅是将掌骨支柱附接至手掌的上面部分和下面部分的附接系统的一种形式。另外可以使用任何其它合适的附接系统。例如，掌骨支柱以及手掌的上面部分和下面部分可以包括互补的凸形附接构件和凹形附接构件，该互补的凸形附接构件和凹形附接构件彼此相配以便将掌骨支柱附接至手掌。夹子连接系统可以是可以使用的另一种形式的附接系统。在又一种形式中，掌骨支柱的至少一部分可以粘附至手掌的上面部分和下面部分中的一个或者两个或者整体地与其模制在一起。

如上所述，掌骨支柱250构造成支撑一个或多个连接器260以间接地支撑手的指节261和手指300。

在一种形式中，每个连接器260的主体可以构造成提供电机壳体。例如，连接臂20可以包括电机壳体。在另一种形式中，连接器可以包括连接臂、电机壳体、以及位于连接臂与电机壳体之间的指关节。在该布置中，电机壳体可以位于手指的主体内并且连接臂可以位于手掌内。电机壳体可以容纳驱动电机并且可以可选地容纳一个或多个编码器和/或传感器。

掌骨支柱可以构造成保持每个连接器的连接臂。例如，一个或多个支撑件孔口258可以通过掌骨支柱250从第一端252延伸至第二端253。在一种形式中，如图2a所示，提供了四个支撑件孔口258。每个支撑件孔口258优选地构造成将连接器260的连接臂20容置在其内。

在另一种形式中，掌骨支柱250可以构造成支撑手100的一个或多个驱动电机10，使得每个支撑件孔口258构造成将驱动电机容置在其内。实际上，每个支撑件孔口258可以构造成形成电机架。

在优选形式中，每个支撑件孔口258基本上为圆柱形并且其尺寸设置为紧密地保持基本上为圆柱形的电机10或者连接臂20。在一种形式中，电机10或者连接臂20的基本上整个弯曲壁都可以保持在支撑件孔口258内。可替代地，电机10或者连接臂20的仅仅一部分可以保持在支撑件孔口258内，使得掌骨支柱250将电机/连接臂悬吊在手的手掌内的空间中，如图3所指示以及图5和图6所示。

手100可以组装成使得掌骨支柱250的第二端253与每个连接器的指关节261邻接并且使得每个连接器的连接臂20保持在相应支撑件孔口258内。

在一种形式中，手可以构造成使得每个连接臂20的第一端悬吊在手的手掌200内。例如，连接臂20的在连接臂的第二端23处或者附近的一部分保持在支撑件孔口258内。连接臂20的剩余部分(在连接臂的第一端22附近)可以从支撑件孔口258延伸出去以便悬吊在手的手掌200的主体内部，如图5和图6所示。

在另一种形式中，掌骨支柱较长，使得基本上整个(多个)连接臂保持在(多个)支撑件孔口内。

在一种形式中，手100包括四个指头300和四个驱动电机10，每个驱动电机10构造成驱动单个指头300移动。手100的掌骨支柱250包括四个支撑件孔口258，每个支撑件孔口在掌骨支柱250的第一端252与第二端253之间延伸。连接臂构造成紧密地配合在掌骨支柱250的相应支撑件孔口258内。

在一种形式中，每个驱动电机10容纳在相应连接器260的连接臂20内。优选地，连接臂20构造成提供用于驱动电机10的水密壳体。

通常，每个电机和每个电机壳体的第一端22包括电气连接器21，该电气连接器21连接至相应电机10并且构造成直接地或者间接地连接至电源和/或控制系统。控制系统可以构造成确定电机10应该在何时以及以何种速度来驱动指头300移动以及指头应该在哪个方向上移动。每个驱动电机10的第二端位于相应电机壳体的第二端23处或者附近(如果驱动电机10放置在电机壳体内)。每个电机的第二端可以包括输出轴，该输出轴直接地或者间接地连接至相应指头300的致动系统并且配置成使得电机10的输出直接地或者间接地与指头300接合以驱动指头300移动。

在一种形式中，掌骨支柱250和连接臂20包括防旋转系统，在该防旋转系统中，这两个部件250和20彼此接合以防止连接臂20在驱动电机使得手指移动时在支撑件孔口258内旋转。在一种形式中，如图3至图4d所示，一个或多个支撑件孔口258可以包括至少一个止动件，该至少一个止动件可以包括开口259(诸如，凹部或者凹口)，该开口259构造成与形成在一个或多个相应连接臂20上的至少一个对应止动件(诸如，突起24)接合。在该布置中，每个连接臂20保持在支撑件孔口258内，使得电机壳体的突起24保持在形成于掌骨支柱250中的相应开口259内。可替代地，掌骨支柱的电机架可以设有呈突起形式的一个或多个止动件，其构造成与设在相应连接臂上的呈开口/凹部的形式的一个或多个止动件相配。当指头移动时，防止从指头310转移至连接臂20的任何转矩导致连接臂20在支撑件孔口258内旋转。防旋转系统还可以在手100接收撞击力时防止连接臂20在支撑件孔口258内旋转。可替代地，可以通过提供非圆形剖面的孔口(诸如，键孔)来防止旋转，其中，致动器具有对应的相互接合的轮廓。

可选地，一个或多个连接臂20构造成包括一个或多个端部止动件25以用于压抵手掌的外壳以防止相应指头弯曲回到手掌的上面部分上以及/或者防止指头被向下拉得太远。换言之，端部止动件25构造成给指头提供最大移动点，以防止指头300极度移动。在一种形式中，端部止动件25可以设在电机壳体的上面部分上(该上面部分是面向手掌的上面部分的部分。)此外或者可替代地，端部止动件25可以设在电机壳体的下面部分上(该下面部分是面朝手掌的下面部分220的部分)。可选地，位于连接臂上或者连接臂内的一个或多个电子装置壳体也可以形成端部止动件25。

通常，掌骨支柱250是半柔性和半可压缩的，以向手掌200和指关节261提供足够的结构完整性以及略微屈伸的能力。在掌骨支柱250的各个区域处提供的柔性且可压缩的量会影响手100和指头300的移动程度。

在一种形式中，掌骨支柱250可以构造成在掌骨支柱250的不同区域处提供不同的压缩性和/或柔性特性。例如，掌骨支柱250的与各个指头300之间的间隙对齐的区域可以比支撑件250的其它区域更具柔性。可以通过将掌骨支柱250的这些区域制作得较薄以及/或者通过使掌骨支柱250的这些区域由比支撑件250的其它区域更具柔性的材料制成来实现更大的柔性。

掌骨支柱还可以基本上是有弹力的，以便在压缩或者屈伸之后，掌骨支柱基本上返回至其原始状态。

掌骨支柱250的柔性和半可压缩性质为自动化手100提供了显著的优点。例如，当手100的指头300形成握持位置时，掌骨支柱250可以屈伸和弯曲以允许指头300基本上在所握持的物体周围张开并且至少部分地使手100在该物体周围吻合。这样，掌骨支柱250的移动就很像人手的手掌一样，其将稍稍地弯曲(尤其是在侧部)以便握持物体，诸如，网球。通过在物体周围稍稍地弯曲，手100设有增加数量的接触点，手100在这些接触点处与物体接触。手100具有的接触点越多，手的握持就越好。通常，要使传统自动化手实现良好的握持，手的电机就会驱动手的手指夹固到被握持的物体的表面上。夹固力越强，物体就越不可能从手中滑出。但这需要电机努力工作，这会时电机达到最大负荷。即使当使用强大的夹固力时，传统自动化手也可能难以握持一些物体。例如，常见的手可能仍难以可靠地握持较滑且弯曲的物体(诸如，玻璃瓶)。然而，由于本发明的包括掌骨支柱的自动化手能够基本上在物体周围弯曲以便提供更多接触点，因此手的电机不需要如此努力地工作以实现所需要的握持力。因此，延长了电机和电池的寿命并且实现了更好的握持。

基本上为柔性且可压缩的掌骨支柱提供的另一优点在于，当本发明的自动化手接收到撞击力时(尤其是对小指或者食指的侧向撞击)，手能够吸收一些力以使对手的工作部件的损坏最小化。尤其是，可压缩掌骨支柱产生的缓冲作用会帮助扩散撞击力，如若不然撞击力可能会损坏手的敏感组件，诸如，电机齿轮箱。这样，掌骨支柱有助于延长电机和手的其它组件的寿命。

包括本发明的柔性且可压缩掌骨支柱的手在驱动电机容纳在连接臂内的情况下还可以更安静，这是因为掌骨支柱会大大吸收驱动电机的振动。

掌骨支柱提供的另一优点在于，包括该支撑件的手在握手时可能感觉更自然。这是由于手具有在受到来自握手的压力时会稍稍地压缩并且稍稍地弯曲以便握持另一个人的手的能力。

此外，由于掌骨支柱延伸越过手的指节区段，所以该支柱会支撑指节和指头，这能更好地控制指头的移动并且使其更准确。

尽管掌骨支柱被示出为整体形成块，但应理解，可以为每个致动器提供单独的底座——单独地安装至手掌或者在形成之后固定在一起。

拇指

在一种形式中，如图7和图8所示，本发明的自动化手100包括呈拇指320形式的手指300，其构造成基本上与手的至少一个指头310相对。优选地，自动化手100包括四个指头310和基本上相对的拇指320，其布置与人手的布置相同或者相似。

拇指320安装在手的手掌200的第一侧201处或者附近，使得拇指主体321(其可以构造成卷曲和屈曲)基本上与至少一个其它手指300(例如，食指)相对。拇指320构造成从手掌的接触表面延伸出去以基本上类似于人的拇指和手掌布置。

在一种形式中，拇指主体321包括近节指骨301、中节指骨302、以及远节指骨303，如图8所示。在其它形式中，拇指主体可以仅仅包括近节指骨或者近节指骨和远节指骨，如上文针对手的手指可以采取的各个实施方案所描述。

在一种形式中，拇指320构造成安装在手100的手掌200的上面部分210上。拇指320可以直接地安装在手掌的上面部分210的外壳的内表面上，或者拇指320可以安装在中间构件上，诸如，拇指支撑件330，该中间构件本身安装在手掌的上面部分210的内表面上。例如，手100可以包括拇指支撑件330，该拇指支撑件330构造成将拇指320相对于手掌200定位在期望位置和定向上。在一种形式中，拇指支撑件330构造成附接至或者静置在手掌外壳的上面部分210内或者之上。

拇指320可以构造成安装在拇指支撑件330上。例如，在一种形式中，拇指320包括主体321和基部构件322，基部构件322从拇指主体321的一侧延伸出去以形成大体上为L形的拇指320。拇指320定位在手掌200上，使得当手100处于打开位置时，拇指主体321在手掌的第一侧201处或者附近从手掌200的接触表面延伸出去，并且基部构件322朝向手掌的第二侧202延伸越过手掌200。手掌的第二侧202基本上与手掌的第一侧201相对。在该布置中，基部构件322的远端322a基本上面向手掌的第二侧202。拇指320可以构造成朝着和远离基部构件322的远端322a旋转，以便朝着和远离手掌的第二侧202旋转，如下文所描述的。

在一种形式中，拇指支撑件330包括第一表面321，第一表面321具有第一斜坡凹部332。在所图示的形式中，第一凹部332沿着拇指支撑件330的长度成斜坡。第一凹部332的角度优选地朝着拇指主体321倾斜。第一凹部332包括第一端332a和基本上相对的第二端332b，第一端332a是凹部332的最浅端，第二端332b是凹部332的最深端。可选地，第一凹部332包括开口。在一种形式中，该开口可以设在第一凹部332的第二端332a处。

第一凹部332可以构造成容置拇指320的基部构件322的至少一部分，使得基部构件322基本上在第一凹部332内保持就位。第一凹部332的角度不仅有助于将拇指320在拇指支撑件330上保持就位，而且允许将拇指320的主体321成角度在手掌200上位于基本上看起来自然的位置以提供看起来基本上自然的手100。

拇指支撑件330还可以包括位于第一表面321上的第二凹部333。在所图示的形式中，第二凹部333位于第一凹部332的第一端332a附近。第二凹部333可以构造成容置定位元件323，该定位元件323从基部构件322上突起以便帮助确保基部构件322保持其在拇指支撑件330上的位置而不会从一侧扭转至另一侧。第二凹部333和定位元件323可以是任何合适的互补形状，诸如，矩形形状、星形形状、六边形形状、或者方形形状。

在一种形式中，如图7和图8所示，定位元件323形成铰合部，拇指320可以围绕该铰合部朝着和远离基部构件322的远端322a旋转。在该形式中，突起铰合部323可以基本上为半圆柱形，并且第二凹部333也可以基本上为半圆柱形，以便铰合部323可以嵌套在第二凹部333内并且围绕其旋转。铰合部/定位元件323和第二凹部333可以基本上垂直于基部构件322的长度延伸。

可选地，拇指支撑件330包括可压缩材料，诸如，橡胶、硅树脂、或者弹性体，以对拇指320提供撞击阻力。

拇指320通常组装成使得基部构件322位于拇指支撑件330上，拇指支撑件330本身位于手掌200的上面部分210的内表面上。可选地，拇指支撑件330位于密封件340上和/或由其包围，该密封件340密封手掌200的拇指支撑件330与上面部分210之间的结合点。手掌200的上面部分210可以包括在拇指支撑件330与上面部分210之间的基本上中空的壳体，以便拇指支撑件330形成壳体的唇缘。手100的电子装置240可选地可以容纳在手掌的上面部分220的该壳体230内。例如，控制系统和其它电子组件可以被保持在该壳体内。通常，电子装置壳体230设在手掌的上面部分210处或者附近，即，在手掌200与手腕500之间的结合点附近。通过密封电子装置的壳体230，电子装置240可以保持不透水。

当手的手掌的接触表面面朝上时，如图8所示，手掌200的下面部分220坐置于上面部分210、拇指支撑件330以及拇指的基部构件322的上方。手掌的下面部分220包括开口216，拇指320的主体321突起通过该开口216。这样，拇指320的基部构件322基本上被保持在手掌200的外壳的内部，并且拇指的主体321从手掌200的接触表面221上突起。

拇指320可以构造成从手100的手掌200上突起的基本上静止的手指300，或者拇指320可以构造成进行受控移动。

在一种形式中，拇指320包括第一电机，该第一电机可以配置成使得拇指主体321朝着手掌的接触表面221卷曲并且伸直或者屈伸远离接触表面。拇指的指骨可以围绕各个指骨之间的关节(诸如，例如，近节指骨与中节指骨之间的第一关节326以及中节指骨与远节指骨之间的第二关节327)卷曲。

拇指320还可以包括第二电机，该第二电机配置成使得拇指主体321朝着和远离基部构件322的远端移动(即，使拇指朝着和远离手掌的第二侧202移动，在手包括小指的情况下靠近小指位置)。

实际上，拇指320可以构造成同时地朝着手掌200的第二侧202铰接以及朝着手掌200的接触表面221卷曲以便握持物体。类似地，拇指320可以伸直以及铰接远离手掌的第二侧以释放物体。

(多个)电机可以位于手100上的任何合适位置，诸如，在手掌200中，在拇指的基部构件322中，或者在拇指的主体321内。例如，第一电机可以容纳在拇指的主体321内。在一种形式中，第二电机容纳在基部构件322内。

优选地，(多个)电机保持在电机壳体内。例如，第一电机可以保持在第一电机壳体内，并且第二电机可以保持在第二电机壳体内。一个或多个编码器和/或者传感器也可以保持在第一和/或第二电机壳体内。

自动化手100可选地包括可压缩拇指缓冲垫350，该可压缩拇指缓冲垫350构造成放置在基部构件322与手掌200的外壳之间以帮助吸收撞击力并且防止对拇指320及其组件(尤其是(多个)电机)造成损坏。

在一种形式中，拇指缓冲垫350位于基部构件322与手掌的下面部分220之间。在该形式中，拇指缓冲垫350可以附接至手掌的下面部分220的内表面；基部构件322的上表面(该上表面是面向手掌的下面部分的表面)；或者拇指缓冲垫350可以仅仅被夹在基部构件322与手掌的下面部分220之间。

在一种形式中，拇指缓冲垫350构造成安装在基部构件322上，如图7和图8所示，以便位于基部构件322与手掌的下面部分220之间。基部构件322可以包括缓冲垫底座324，拇指缓冲垫350可以通过该缓冲垫底座324安装在基部构件322上。例如，缓冲垫底座324可以呈开口的形式，诸如，孔口或者凹部，并且拇指缓冲垫350可以包括具有突起的安装表面，该突起构造成容置在开口内。优选地，突起紧密地容置在开口内，或者突起和开口可以键接或者如若不然构造成将拇指缓冲垫的突起保持在开口内，以便拇指缓冲垫在基部构件上保持就位。在另一种形式中，如图所示，基部构件322包括呈突起324形式的缓冲垫底座，并且拇指缓冲垫350构造成适配在突起324上方以便在基部构件322上保持就位。

在一种形式中，突起缓冲垫底座包括用于第二拇指电机的壳体、或者壳体的至少部分。例如，基部构件322的第一表面可以包括呈突起324形式的缓冲垫底座，第二电机位于其中，如图7和图8所示。如果手100定向成使得其接触表面221面朝上，则基部构件322的第一表面是其面朝上的表面，其还面向手掌的下面部分220的内表面。

可压缩拇指缓冲垫350可以构造成位于突起电机壳体/缓冲垫底座324的突起自由端处，或者拇指缓冲垫250可以构造成基本上包围缓冲垫底座324。

在一种形式中，如图7和图8所图示，基部构件322构造成提供托架325，突起缓冲垫底座324位于该托架325中。拇指缓冲垫350构造成基本上定位在托架325内并且基本上包围突起缓冲垫底座324。

在拇指主体321朝着和远离手掌的第二侧202旋转时，拇指可以在拇指支撑件内稍稍地枢转，以便基部构件322稍稍地上下移动。例如，如果拇指主体321朝着手掌200的第二侧202移动，则基部构件322的远端322a被推动到拇指支撑件330的第一凹部332中。相反，如果拇指主体321移动远离手掌的第二侧202，则基部构件的远端322a推抵手掌200的下面部分220的内表面。因此，如果拇指320的端部接收朝着手掌200的上面部分210推动拇指主体321的基部的撞击力时，基部构件322的定位元件323将被推抵拇指支撑件330的第二凹部333并且基部构件322的远端322a将以跷跷板布置形式被推动朝向手掌的下面部分220。为了在基部构件322的基本为刚性的结构撞击手掌的基本为刚性的下面部分220时防止撞击力造成损坏，拇指缓冲垫350位于这两个部件322和220之间。在该布置中，基部构件322压抵可压缩拇指缓冲垫350，其会吸收至少一些撞击。因此，拇指缓冲垫350的可压缩性质会帮助抑制在拇指320与手掌200之间转移的力。因此，拇指、(多个)拇指电机以及拇指的其它组件更不可能被撞击拇指的端部的撞击力损坏。

在一种形式中，拇指缓冲垫350可以构造成安装在基部构件上并且与拇指320的内侧320a邻接。拇指的内侧是基部构件322从其延伸出去的一侧。在该布置中，当拇指接收到来自手掌的第一侧201的撞击力时，拇指缓冲垫350能够基本上抑制拇指320的侧向移动。因此，拇指及其敏感组件更不可能由于侧向撞击而被损坏。

拇指缓冲垫350可以由任何合适的缓冲材料制成，诸如，橡胶、弹性体、硅树脂等。优选地，拇指缓冲垫的材料基本上具有弹性以允许拇指缓冲垫在变形之后基本上返回至其原始形状。

独立的手指速度、位置以及/或者力

在一种形式中，本发明的手100的控制系统包括一个或多个电机控制器，该一个或多个电机控制器配置成单独地控制手的各个手指300的移动。在一种形式中，(多个)电机控制器可以配置成控制一个或多个驱动电机的速度，该一个或多个驱动电机单独地驱动各个手指的移动。尤其，(多个)电机控制器可以配置成控制一个或多个驱动电机的电机速度和脉宽调制。每个电机控制器直接地或者间接地连接至手100的电源以及一个或多个驱动电机。

通过单独地控制一个或多个手指的移动，能够单独且刻意地控制受控手指的移动速度；受控手指握持物品的力；以及受控手指的位置。

手100可以包括一个或多个驱动电机，每个驱动电机配置成使得至少一个手指移动。在一种形式中，手可以包括五个手指和至少五个电机。例如，第一电机可以连接至第一手指(诸如，食指)以驱动第一手指移动，第二电机可以连接至第二手指(诸如，中指)以驱动第二手指移动，等等，如图3、图5和图6所示。如上文所描述的，每个电机可以保持在壳体内，该壳体优选地不透水。

(多个)电机控制器可以配置成使得一个或多个手指300以任何期望的速度移动。例如，(多个)电机控制器可以配置成使得两个或者更多个手指300以相同速度或者不同速度移动，或者使得每个手指300以相同速度或者不同速度移动。

在一种形式中，每个电机控制器包括PID控制器。

一个电机控制器可以用于控制单个手指300(诸如，指头310)的速度。例如，手100的每个手指300可以连接至电机控制器，该电机控制器配置成仅仅控制该手指300的移动速度。在一种形式中，手可以包括五个电机控制器、五个电机、以及五个手指。例如，第一电机控制器可以连接至第一电机以控制第一手指(诸如，食指)的移动速度；第二电机控制器可以连接至第二电机以控制第二手指(诸如，中指)的移动速度，等等，以便可以通过相应控制器来单独地确定每个手指的移动速度。

可替代地，单个电机控制器可以用于控制两个或者更多个手指300的速度。例如，手100可以包括拇指和四个指头310(分别对应于食指、中指、无名指、以及小指)。至少一个电机控制器可以用于控制拇指的移动速度，并且至少一个其它控制器可以用于控制食指的移动速度。又另一电机控制器可以用于控制中指、无名指、以及小指的速度。在该布置中，拇指和食指两者的速度均单独地受控，而中指、无名指、以及小指则以相同速度移动，因为这些指头由单个电机控制器来管控。

在一种形式中，拇指可以包括两个驱动电机：第一驱动电机使得拇指朝着和远离手掌的接触表面卷曲和屈曲；并且第二驱动电机使得拇指从手掌的第一侧枢转至第二侧和背部。每个驱动电机的速度可以由单独的电机控制器控制，以便拇指卷曲和屈伸的速度可以与拇指在手掌的第一侧与第二侧之间移动的速度相同或者不同。

控制系统可以配置成确定适合于用户的手指的速度。例如，如果手包括四个指头并且将用于握持小物体或者圆形物体，则一个或多个电机控制器可以配置成使得无名指比中指移动得更快。(多个)电机控制器可以构造成使得中指以与食指相同的速度移动或者移动得更快。此外或者可替代地，(多个)电机控制器可以配置成使得小指(或者在手不包括四个指头的情况下最接近手的外侧边缘的指头)以与无名指相同的速度移动或者移动得更快。

在另一种形式中，手100包括五个手指300，分别对应于食指、中指、无名指、小指、以及拇指。一个或多个电机控制器配置成使得无名指和小指以比食指和中指更快的速度移动。

电机控制器可以定位在手上的任何合适位置处。优选地，控制系统和电机控制器定位在手的手掌中的电子装置壳体内的印刷电路板上。

一个或多个电机控制器可以在装入手100中之前进行预编程。可替代地，用户或者理疗师可以根据用户的需要以及在制造了手之后对一个或多个电机控制器进行编程。可选地，一个或多个电机控制器是可再编程的。

通过提供用于单独的手指速度和/或手指位置和/或者手指力的控制系统，可以执行精确的握持任务。例如，(多个)控制器可以被编程为限定握手握持之前的握持位置和之后的握持位置，提供比手的其它指头更高的小指和无名指力，以及提供特定指头速度以提供基本真实自然的握手握持。

具有独立的手指速度的手所提供的另一优点在于，手的控制系统可以构造成提供精确的器皿握持。

又一优点在于，为了握持物体而施加至各个手指的力可以不同。例如，通过使用于驱动小指的驱动电机使该指头移动得比食指更快，一旦使用这些指头来握持物体时，用于小指的握持力将比用于食指的握持力更强。

又一优点在于可以单独地控制并刻意确定各个手指的位置。例如，(多个)控制器可以配置成使手指移动至特定握持模式，诸如握手握持。

离合器装置

在一种形式中，如图9至图14所示，本发明的自动化手可以包括一个或多个离合器装置400。每个离合器装置可以配置成与驱动电机10接合和脱离，使得在手指接收到端部撞击力或者处于显著的拉力下的情况下，驱动电机可以停止驱动该手指。例如，如果卷曲的手指300提起重物，则该手指的驱动电机会竭力使手指处于卷曲配置中。电机的负载过大可能会损坏电机并且如若不然随着时间的推移会使电机磨损。本发明的离合器装置400配置成通过如下方式来帮助避免该损坏：当手指由于端部撞击或者显著的拉力而过度张紧时，使手指300从驱动电机10的驱动力脱离。

驱动电机配置成在第一方向上操作，这使得手指在握持位置朝着手100的手掌200的接触表面卷曲，并且在相反的第二方向上操作，这使得手指伸直以形成打开位置。驱动电机的输出轴构造成直接地或者间接地与本发明的至少一个离合器装置接合。

手可以包括用于与手的一个或多个手指一起使用的一个或多个离合器装置400。例如，仅仅食指和拇指可以包括离合器装置400。在另一种形式中，如图所示，手的每个手指300(无论是指头还是拇指)可以包括至少一个离合器装置400。在一种形式中，手指可以包括两个离合器装置400，分别位于手指主体的每一侧。为了简单起见，将针对单个手指(尤其是指头)对单个离合器装置400的配置进行描述。然而，应理解，本发明的离合器装置400另外可以用于拇指。由于拇指可以包括两个驱动电机，所以拇指可以包括一个或多个离合器装置以与拇指的各个驱动电机接合。例如，在一个实施方案中，如果拇指包括两个驱动电机，则拇指可以包括四个离合器装置(每个驱动电机两个离合器装置)。

在一种形式中，离合器装置可以包括第一位置和第二位置，该第一位置构造成直接地或者间接地与驱动电机接合，该第二位置构造成直接地或者间接地与指头接合。例如，离合器装置的第一端可以与指头的驱动电机接合，如上文所描述的，并且离合器的第二端可以构造成与该指头接合。

指头310连接至指关节261，指关节261连接至手的手掌200。指关节261构造成允许指头围绕指关节261铰接，以便指头可以卷曲和屈伸。

指头310可以形成为单独的结合部分(诸如，单独的指骨)，或者指头可以形成为单个部分(诸如，近节指骨)，如上文所描述。

离合器装置400可以构造成位于两个毗连的指骨301、302、303之间的关节内，或者位于手掌200与手指300之间的指关节261内。在优选形式中，离合器装置400位于手掌200与手指300的近节指骨301之间的指关节261内。

指关节261可以由一个或多个部分形成。在一种形式中，指节261由两个部分形成：第一部分261a和第二部分261b，这两个部分可以结合在一起，如图9所示。

指关节261可以包括主体，该主体具有至少部分地弯曲的外表面以类似于人指节的弯曲。在一种形式中，指关节261形成手指支撑构件260的一部分。手指支撑构件260还可以包括连接臂20。在一种形式中，指关节261位于手指支撑构件260的第一端处或者附近，并且连接臂20位于手指支撑构件的第二端处或者附近。连接臂20可以构造成从指关节261延伸出去，以便指关节261形成手指支撑构件260的一端，而连接臂20形成另一端。

一个或多个指头的驱动电机可以保持在连接臂20内。可选地，一个或多个编码器和/或传感器也可以保持在电机壳体内。连接臂20可以基本上是细长的并且可以构造成位于手100的手掌200内。在一种形式中，连接臂20和/或电机10可以构造成保持在掌骨支柱250的电机架内，如上文所描述的。在另一种形式中，连接臂20和/或电机10可以保持在手指300内，诸如，例如，在近节指骨内。

指关节261的主体可以是任何合适的形状。在一种形式中，主体261包括基本上为圆形的盘，该圆盘具有相对的安装表面265a和265b。

在一种形式中，离合器装置包括从动元件410、夹固构件420、以及压缩构件430。

从动元件410可以直接地或者间接地与驱动电机10接合并且驱动电机10使其旋转。例如，从动元件410可以是与由驱动电机10的输出轴驱动的蜗轮接合的蜗旋齿轮。在另一种形式中，从动元件410可以是斜齿轮、或者任何其它合适的轮子或者旋转元件，以便在驱动电机的输出轴旋转时，也会使得从动元件410旋转。

从动元件410可以位于指关节261的主体内。从动元件410可以包括至少一个接触表面411，该至少一个接触表面411构造成与夹固构件420接合。在一种形式中，从动元件包括基本上相对的接触表面411a和411b。

夹固构件420可以包括第一表面421，该第一表面421构造成与从动元件410的接触表面411接合。例如，夹固构件420的第一表面421可以构造成压抵从动元件的接触表面411。

压缩构件430可以构造成使得夹固构件的第一表面与从动元件410的接触表面411接合，诸如，通过压抵接触表面411。压缩构件430因此可以构造成使得夹固构件420利用压缩力与从动元件410的接触表面411接合。在一种形式中，压缩构件430还可以构造成使得夹固构件的第一表面421与从动元件的接触表面411脱离。

在手指300包括单个离合器装置400的情况下，夹固构件420和压缩构件430位于从动元件410的一侧上。然而，在手指300包括两个离合器装置400的情况下，夹固构件420和压缩构件430则会位于从动元件410的每一侧。

在一种形式中，(多个)夹固构件420可以位于从动元件410的(多个)接触表面411a和411b附近。

从动元件410和夹固构件420可以由共同心轴450保持在邻近彼此的位置，该共同心轴450构造成延伸通过形成在从动元件410中的心轴容置孔口414和形成在夹固元件420中的心轴容置孔口425。

在一种形式中，从动元件的心轴容置孔口414基本上居中地定位在从动元件的接触表面411上。心轴容置孔口414可以通过从动元件的主体从第一接触表面411a延伸至第二接触表面411b。

夹固构件420的心轴容置孔口425可以基本上居中地定位在夹固构件420上。在一种形式中，心轴容置孔口425可以通过夹固构件的主体从夹固构件的第一表面421延伸至第二表面422。

在一种形式中，心轴可以基本上为圆柱形并且可以延伸通过从动元件和夹固构件的基本上为圆形的心轴容置孔口。

在另一种形式中，心轴包括基本上为圆柱形的中央区段451和非圆柱形端部452。心轴450的中央区段451可以构造成突起穿过包括基本上为圆形剖面的从动元件410的心轴容置孔口414。在该形式中，从动元件410可以围绕心轴450自由地旋转。

心轴450的非圆柱形端部452可以是方形形状、六边形形状、或者任何其它合适的形状，其构造成键接到夹固构件420的对应形状的心轴容置孔口425中。在该形式中，在夹固构件420旋转时，也使得心轴450旋转。从动元件410能够围绕心轴430自由地旋转，而心轴430和夹固构件420相对于彼此被锁定就位。

心轴有助于确保从动元件和夹固构件保持基本上彼此对齐。

指关节261可以包括离合器容置孔口266以容置离合器装置的至少一部分并且有助于使从动元件和夹固构件对齐。离合器容置孔口266可以通过指关节的主体从第一外表面265a延伸至第二外表面265b。离合器容置孔口266优选地基本上居中地定位在指关节261的外安装表面265a和265b上。在一种形式中，离合器容置孔口266具有圆形剖面以形成圆柱形孔口，该圆柱形孔口延伸通过指关节261的第一部分261a和第二部分261b中的任一个或者延伸通过第一部分261a和第二部分261b两者。从动元件410可以位于离合器容置孔口266内。在一种形式中，夹固构件420的至少一部分也可以容置在离合器容置孔口266内。

在一种形式中，离合器装置400可以包括接合系统以使从动元件410的接触表面与夹固构件420的第一表面接合，以便在从动元件410旋转时也使夹固构件420旋转。接合系统还可以构造成在手指300受到显著力时使夹固构件420与从动元件410脱离。

在一种形式中，接合系统包括一个或多个公接合构件，该一个或多个公接合构件构造成与一个或多个母接合构件接合。公接合构件可以包括突起，该突起构造成与包括凹部的母接合构件接合。凸形突起可以基本上是凸状的或者可以基本上是球形的突起，诸如，突起球体。凸形突起可以与夹固构件或从动元件成一体、附接或以其它方式连接到夹固构件或从动元件，视情况而定，其中突起从夹紧构件或从动元件突出。在一个实施方案中，至少一个母接合构件可以包括基本上为凹状的凹部，诸如，浅凹。该凹陷区域可以包括一个或多个开口。例如，凹部可以包括居中地定位的孔口，该居中地定位的孔口具有弯曲和锥形边缘以形成半圆形凹部。在另一种形式中，母接合构件可以包括凹状凹部，该凹状凹部包括在凹陷表面内的多个孔口。(多个)凹部还可以基本上是浅的。换言之，凹部的深度可以基本上较浅或者可以包括具有基本上较浅的锥形角度的锥形边缘。

从动元件的接触表面可以包括一个或多个公接合构件或者母接合构件，其构造成与夹固构件的第一表面上的对应母接合构件或者公接合构件接合。在一种形式中，接触表面可以包括公接合构件和母接合构件两者，其构造成与夹固构件的第一表面上的对应母接合构件和公接合构件接合。

可选地，接合系统包括四个公接合构件，其构造成与四个母接合构件接合。公接合构件和母接合构件构造成在从动元件410的接触表面411的中央点周围等距地间隔开或者在夹固构件420的第一表面421的中央点周围间隔开，视情况而定。

在一种形式中，从动元件410的接触表面411可以包括一个或多个公接合构件，并且夹固构件可以包括一个或多个母接合构件。每个公接合构件可以构造成至少部分地容置在相应母接合构件中，以使从动元件410和夹固构件420接合在一起。

在一种形式中，从动元件410的接触表面411包括一个或多个孔口。每个孔口包括封闭端和打开端。打开端定位在接触表面421处。

压缩构件可以保持在每个孔口中。公接合构件可以位于孔口的打开端处，以至少部分地从接触表面上突起。在该布置中，压缩构件保持在孔口内，处于公接合构件与孔口的封闭端之间。突起的公接合构件压抵夹固构件的第一表面以及压缩构件的一端。因此，压缩构件在孔口内保持压缩状态并且构造成推动(多个)公接合构件抵靠夹固构件420的第一表面421。

可选地，压缩构件是弹簧，但在其它形式中，压缩构件可以由任何基本上可压缩的弹性材料形成，该材料能够压缩并且然后弹回至其原始形式。

在一种形式中，公接合构件可以包括球体，诸如，滚珠轴承，其在夹固构件420与从动元件410之间保持压缩状态。

压缩构件430的压缩力会按压公接合构件(诸如，滚珠轴承)抵靠夹固构件420的第一表面421。

如上文所描述的，夹固构件420的第一表面上的母接合构件可以包括一个或多个凹部，当从动元件410和夹固构件420接合时，相应公接合构件可以嵌套在该一个或多个凹部内。在该布置中，当从动元件410旋转时，也使得夹固构件420旋转。在(多个)公接合构件包括滚珠轴承的情况下，一个或多个凹部可以构造成允许滚珠轴承在相应凹部内进行一定程度的旋转。在该配置中，本发明提供了一种弹簧加载滚珠轴承离合器装置400，该弹簧加载滚珠轴承离合器装置400在从动元件410旋转时使得夹固构件420旋转。

在另一种形式中，如图9、图10A和图10B所示，从动元件410的接触表面411包括一个或多个母接合构件413，并且夹固构件420包括一个或多个公接合构件423。每个公接合构件423可以构造成至少部分地容置在相应母接合构件413中，以使从动元件410和夹固构件420彼此接合。

在一种形式中，夹固构件420的第一表面421包括一个或多个孔口424。每个孔口424包括封闭端和打开端。打开端定位在第一表面421处。孔口424可以形成有封闭端。可替代地，孔口可以在夹固构件的第一表面与第二表面之间延伸，并且止动件440(诸如，埋头螺钉)可放置在第二表面处的孔中以封闭孔口424的端部。。

压缩构件可以保持在每个孔口424内。公接合构件423可以位于孔口424的打开端处以至少部分地从第一表面421上突起。在该布置中，压缩构件430保持在孔口424内，处于公接合构件423与孔口424的封闭端之间。突起的公接合构件423压抵从动元件410的接触表面411和压缩构件430。因此，压缩构件430在孔口424内保持压缩状态并且构造成推动(多个)公接合构件抵靠从动元件410的接触表面411。

可选地，压缩构件430是弹簧，但在其它形式中，压缩构件可以由任何基本上可压缩的弹性材料形成，该材料能够压缩并且然后弹回至其原始形式。

在一种形式中，公接合构件423可以包括球体，诸如，滚珠轴承，其在夹固构件420与从动元件410之间保持压缩状态。

压缩构件430的压缩力会按压公接合构件(诸如，滚珠轴承423)抵靠从动元件410的接触表面411。

如上文所描述的，从动元件410的接触表面411上的母接合构件413可以包括一个或多个凹部413，当从动元件410和夹固构件420接合时，相应公接合构件423可以嵌套在该一个或多个凹部413内。在该布置中，当从动元件410旋转时，也使夹固构件420旋转。在(多个)公接合构件包括滚珠轴承的情况下，一个或多个凹部413可以构造成允许滚珠轴承423在相应凹部413内进行一定程度的旋转。在该配置中，本发明提供了一种弹簧加载滚珠轴承离合器装置400，该弹簧加载滚珠轴承离合器装置400在从动元件410旋转时使得夹固构件420旋转。

夹固构件420还包括第二表面422，该第二表面422可以构造成直接地或者间接地与指头310接合。例如，夹固构件420的第二表面422可以构造成与形成在手指300的主体中的对应容置元件305接合。在另一实施方案中，心轴450的远端可以构造成与形成在指头的主体中的对应接合元件接合。夹固构件420的第二表面422和/或心轴450的远端可以形成离合器装置400的第二端。容置元件305可以是开口，诸如，孔口、凹部、或者由与非凹陷区域接壤的至少一个壁或者由限定出该非凹陷区域的边界的多个突起臂限定出的非凹陷区域。在一种形式中，如图所示，夹固构件420构造成与指头310的结节指骨301接合。在一种形式中，夹固构件通过附接至指头或者与指头构成整体而与指头接合。

在一种形式中，如图9所示，夹固构件420可以包括轴426，该轴426包括夹固构件420的第一表面421。凸缘427可以位于轴426的一端处或者附近。凸缘427可以包括夹固构件420的第二表面422。轴426可以构造成保持在指节261的离合器容置孔口266内。在一种形式中，夹固构件420的凸缘427构造成与指节主体261的外安装表面265邻接，以便凸缘427位于指关节261的外表面265上。在该布置中，夹固构件400的轴426朝着从动元件410延伸通过指节261的至少一部分(诸如，第一部分261a)。夹固构件420的凸缘427可以构造成与指头310接合，诸如，与近节指骨301的主体接合，如在上文描述的。例如，凸缘427可以成形为方形形状、六边形形状、或者不规则形状以便与对应的容置元件305(诸如，凹部、孔口)键接或者包围近节指骨。

在该配置中，当夹固构件与从动元件接合并且驱动电机使得从动元件旋转时，将使指头基本上同时地旋转。可以通过使夹固构件和从动元件脱离来使驱动电机与指头之间的驱动力脱离，如本说明书中随后描述的。

在离合器装置的又另一种形式中，如图13所示，夹固构件420包括多个部分，包括第一元件420a和第二元件420b，第一元件420a包括夹固构件420的第一表面421，第二元件420b包括夹固构件的第二表面422。压缩构件430可以包括弹簧垫圈等并且构造成位于第一元件420a与第二元件420b之间。

如上，从动元件410的接触表面和夹固构件420的第一表面421可以包括一个或多个接合构件，以使从动元件与夹固构件接合。再次，接合构件可以是包括突起的公接合构件和包括开口(诸如，凹部)的母接合构件，如上文所描述的。从动元件的接触表面可以包括一个或多个公接合构件、母接合构件、或者这两者，其构造成与位于夹固构件的第一表面上的对应母接合构件、公接合构件、或者这两者接合。

在一种形式中，一个或多个公接合构件423可以从夹固构件420的第一表面421上突起以与形成在从动元件410的接触表面上的一个或多个凹部413接合。在另一种形式中，从动元件410包括一个或多个公接合构件，该一个或多个公接合构件从从动元件的接触表面上突起并且构造成与夹固构件420的第一表面上的一个或多个凹部接合。

压缩构件430构造成按压夹固构件420的第一表面421抵靠从动元件410。对应的接合构件因此可以嵌套在一起以使从动元件和夹固构件彼此接合。

夹固构件的第二元件420b包括离合器的第二端。第二元件420b可以构造成与指头310接合。在该布置中，当从动元件和夹固构件接合时，夹固构件和指头会随着从动元件的旋进而旋转。

在一种形式中，第二元件420b包括第一端，该第一端构造成在指关节260a的第一部分的离合器容置孔口266之间延伸并且推抵压缩构件430。第二元件420b的第二端构造成与指关节260a的第一部分的安装表面265a邻接并且与指头310(诸如，指头的近节指骨)接合。优选地，指头310包括容置元件305，该容置元件305构造成与夹固构件420的第二元件键接，诸如，与设在第二元件上的夹固构件的第二表面422键接。容置元件305可以位于指头310的主体的内表面上。容置元件305可以包括孔口、凹部、或者区域，所述区域由与区域接壤的至少一个壁或者由多个突起臂限定。

因此，夹固构件420可以构造成与从动元件410和相应手指300接合以将驱动电机10的旋转移动转移至手指300。在驱动电机10使得从动元件410旋转时，夹固构件420与从动元件410之间的接合会使得夹固构件420旋转并且也使得指头旋转(卷曲或者屈曲)。

在某些情况下，可以通过使夹固构件420与从动元件410脱离来使离合器装置400脱离以使驱动电机10与手指300断开连接。这可以是通过使夹固构件的第一表面与从动元件的接触表面脱离来实现。在一种形式中，从动元件410和夹固构件420的公接合构件和母接合构件可以彼此脱离以使这两个部件410和420脱离。例如，当手指处于卷曲或者稍微卷曲的构造且由于提起重物而受到张力时，或者当手指接收到端部撞击力时，如由图11B中的箭头“A”示出的，该张力或者撞击力可能会使得(多个)公接合构件被拉动或者推动出基本上较浅的凹部，以使从动元件410与夹固构件420脱离。

当脱离时，从动元件410可以继续自由地旋转，但不会再使脱离的夹固构件420旋转。因此，指头300也与电机10的驱动力脱离。如果指头300在脱离时是卷曲的或者提着重物，则指头可以释放其握持并且延伸至基本上屈伸的位置，这是因为驱动电机不再能够将指头拉到卷曲位置。类似地，如果指头接收到端部撞击，则撞击力会立即允许离合器脱离以使得指头可以在撞击下变弯以至少部分地吸收撞击力而不会损坏驱动电机。

脱离的手指300将会变松，如图12A和图12B所示，并且需要将其操纵到接合位置以与驱动电机10重新接合。

压缩构件继续按压(多个)凸形结构构件抵靠从动元件的接触表面411或者夹固构件的第一表面的非凹陷区域，视情况而定。

因此，用户可以通过手动地围绕指关节261操纵手指300来使(多个)公接合构件与(多个)相应母接合构件重新对齐。压缩构件430将自动地将(多个)公接合构件推动到(多个)对齐的母接合构件中以使离合器装置400和指头300与驱动电机10重新接合。

在另一种形式中，如图14A至图14C所示，从动元件410的接触表面411基本上是圆形的。例如，从动元件可以是圆盘形状或者圆柱形形状，并且接触表面411可以是从动元件410的外圆周表面。夹固构件420可以包括主体，该主体具有两个端部部分426和基本上为凹状的内表面421，该基本上为凹状的内表面421构造成包绕从动元件410的接触表面411的至少一部分。优选地，内表面421构造成基本上包围从动元件的接触表面411的至少一半。内表面包括夹固构件420的第一表面421。在一种形式中，夹固构件的外表面可以形成夹固构件的第二表面。在一种形式中，夹固构件主体基本上是U形的，其中，夹固构件420的两个端部部分426从U形主体的各个臂上延伸出去。在另一种形式中，夹固构件主体基本上是圆形的，以形成具有两个端部部分426的环，该两个端部部分426从主体的环形区段延伸出去，如图14A所示。优选地，两个端部部分426基本上垂直地从夹固构件主体420延伸出去。

压缩构件430构造成按压至少一个端部部分426抵靠另一端部部分426，以将夹固构件拧紧在从动元件周围，以便夹固构件的第一表面421夹紧从动元件的接触表面411。

夹固构件420可以包括离合器装置400的第二端。夹固构件420可以构造成直接地或者间接地与指头310接合，诸如，位于指头主体上的容置元件。在一种形式中，夹固构件可以构造成与指头的近节指骨接合。

容置元件305可以位于指头310的主体的内表面上。容置元件305可以包括孔口、凹部、或者区域，所述区域由与区域接壤的至少一个壁或者由多个突起臂限定。在一种形式中，容置元件305构造成还将压缩构件的至少一部分容置在其中，使得压缩构件可以压抵夹固构件420的一个或者两个端部部分426。容置元件305可以构造成与夹固构件420的第二表面键接。

在一种形式中，压缩构件430可以包括螺钉，该螺钉被拧到指头310的主体中并且抵靠第一端部部分426a以便朝着第二端部部分426b推动第一端部部分。可选地，压缩构件430可以包括一对螺钉，该对螺钉从相对侧上被拧到指头310的主体中，使得夹固构件420的第一端部部分和第二端部部分426在容置元件305内均被朝着彼此推动。

通过将夹固构件的第一表面夹固抵靠从动元件的接触表面，在驱动电机使从动元件旋转时，也使得夹固构件旋转。由于夹固构件与指头接合，所以也使得指头旋转。

当足够大的撞击力撞击指头的端部时，当卷曲时，或者当指头提起重物从而使指头受到足够大的拉力时，夹固构件可以与从动元件脱离。例如，足够大的推力或者拉力会克服夹固构件与从动元件之间的摩擦力，使得夹固构件开始在从动元件周围滑动并且因此与从动元件脱离。这样，指头就与驱动电机脱离以保护驱动电机免受较大的推力/拉力。

上文仅仅描述了可以用于使手指与驱动电机接合和脱离的离合器装置的一些形式。应理解，可替代地可以使用其它形式的离合器装置。

本发明的离合器装置提供了具有安全特征的自动化手，该安全特征会减小由于过大的力而施加于驱动电机上的张力。

本发明的离合器装置提供的另一优点在于，手的手指能够根据电机的指导进行卷曲和屈曲，其中，在各个指头、离合器装置、以及驱动电机之间具有最小的摩擦力。与传统自动化手不同，该手的手指不需要弹簧来将手指偏置至打开位置。传统自动化手的弹簧通常较僵硬，这会减慢指头速度并且使驱动电机受到磨损。相反，本发明的离合器装置允许手的手指相对快速地移动。另一有益效果在于，离合器装置可以允许手从驱动电机获得改进的增益。在指头屈伸时，离合器装置还通过指头的受控移动来提供手的受控打开。这是因为指头没有受到将指头拉到屈曲位置的偏置力。

手腕

在一种形式中，本发明包括腕关节，该腕关节构造成在腕关节处提供手的紧凑屈伸。在另一种形式中，本发明包括腕关节，该腕关节构造成在腕关节处提供手的紧凑旋转。可选地，腕关节可以构造成附接至常见的快速断开连接系统，常见的快速断开连接系统将电子终端装置(诸如，受动力钩或者自动化手)的手腕附接至臂构件。在又另一种形式中，本发明包括腕关节，该腕关节构造成提供手的紧凑屈伸和手的紧凑旋转。

在一种形式中，如图15至图24所示，本发明的自动化手100包括腕关节500，该腕关节500附接至手的手掌并且构造成附接至臂构件。臂构件可以是套筒，当自动化手在使用时，用户的残肢定位在该套筒中。可替代地，臂构件可以是机械臂。

腕关节可以包括定位系统，该定位系统构造成使得手掌的位置可以相对于臂构件进行调节。例如，腕关节可以构造成提供手的垂直旋转。

在一种形式中，定位系统可以包括心轴，该心轴可以附接至手掌并且直接地或者间接地附接至臂构件。手掌200构造成围绕心轴520旋转，使得手掌可以相对于臂构件进行卷曲和屈曲。心轴保持在手掌的外壳内，以允许臂构件尽可能接近手掌，这允许腕关节基本上紧凑。

在另一种形式中，如图15所示，定位系统可以包括定位构件510、心轴520、以及锁定构件530。优选地，定位系统基本上位于手掌内。例如，心轴、锁定构件、以及定位构件的至少一部分可以位于手掌内。

心轴520连接至手掌200。手掌200构造成围绕心轴520旋转，使得手掌可以相对于臂构件卷曲和屈曲。例如，在臂构件水平地延伸至地面且手掌200的接触表面221面朝地面的情况下，手掌200能够相对于臂构件向上铰接(屈曲)和向下铰接(卷曲)。

在一种形式中，心轴构造成保持在手的手掌的主体内。心轴520可以基本上延伸越过手掌从手掌的第一侧201延伸至第二侧202。心轴520的每一端520a和520b可以可旋转地附接至手掌200。在一种形式中，手掌200的基部部分可以包括一对基本上相对的开口205a和205b，该对基本上相对的开口205a和205b可以是构造成容置心轴520孔口、凹槽等。心轴容置开口可以设在手掌的内部或者在手掌外壳内。在一个实施方案中，每个心轴容置开口205a和205b形成在手掌外壳的下面部分220中。

在一种形式中，心轴的每一端520a和520b可以由基本上可压缩的心轴底座525支撑。基本上可压缩的心轴底座525为腕关节提供侧向撞击缓冲，使得手可以更好地承受侧向撞击力。

在一种形式中，每个心轴容置开口可以形成在基本上可压缩的材料中或者可以由基本上可压缩的材料做内衬以形成心轴底座。

在另一种形式中，如图15所示，基本上可压缩的心轴底座525附接至心轴510的每一端并且可以支撑在形成于手的手掌中的心轴容置开口205a和205b内。

定位构件510可以安装在心轴520上，使得定位构件的至少一部分位于手掌内。

定位构件510可以构造成与锁定构件530接合以将手掌200相对于臂构件锁定在期望位置。

如图15和图16所示，定位构件510可以包括主体，该主体具有第一端510a和第二端510b，第一端510a面向手掌，第二端510b构造成面向臂构件。

在一种形式中，定位构件510包括用于将心轴520容置在其中的心轴容置孔口514。心轴容置孔口可以形成在定位构件的主体上的任何合适位置处。在一种实施方案中，如在图16中最佳的示出的，心轴容置孔口514包括位于定位构件的第一端510a处或者附近的基本上中空的轴。心轴520穿过轴514，使得心轴的每一端520a和520b延伸超出轴514并且由心轴底座525支撑在手掌内，如上文所描述的。

定位构件510可以包括构造成与锁定构件530接合的一个或多个接合构件。

在一种形式中，(多个)接合构件可以包括至少一个锁定销或者开口，该至少一个锁定销或者开口构造成与锁定构件的一个或多个对应开口或者锁定销接合。

在一种形式中，定位构件510包括锁定臂515，一个或多个接合元件516位于该锁定臂515上。锁定臂515可以从定位构件的第一端510a上突起。在一种形式中，锁定臂515附接至心轴容置轴515或者与其构成整体并且从轴514上突起。锁定臂515可以在基本上垂直于心轴520的纵向方向的方向上突起。在该布置中，锁定臂突出到手的手掌的主体中。

在一种形式中，锁定臂515包括呈一个或多个开口516形式的接合元件，其可以是孔口、凹部、凹口等。在一种形式中，锁定臂515包括第一侧515a，该第一侧515a包括形成于弯曲中的一系列开口516，使得每个开口与心轴520等距地间隔开。在一种形式中，锁定臂515包括凸状边缘517，该凸状边缘517包括多个凹口516。各个凹口516与心轴520基本等距地定位以形成基本上弯曲的开口/凹口线。

锁定臂515的开口516构造成可接近锁定构件530，使得锁定构件可以与开口516接合。

定位构件和锁定构件构造成彼此接合以便将手掌相对于臂构件锁定在特定位置。例如，定位系统可以将手锁定在如下位置中：中间位置，在该中间位置，手掌和臂构件可以基本上对齐，如图17A和图17B所示；卷曲位置，在该卷曲位置，手掌相对于臂构件向下成角度，如图17C所示；以及屈曲位置，在该屈曲位置，手掌相对于臂构件向上屈曲，如图17D所示。这些位置被描述为好似用户将臂构件基本上水平地保持在其身体前面，其手的手掌面朝下。然而，该术语仅仅是用于易于理解而非意在限制本发明的范围。

在一种形式中，如图18和图19所示，锁定构件530附接至手的手掌200并且并位于手掌内。锁定构件包括锁定销531，该锁定销531构造成与锁定臂515的任何一个开口516接合。锁定销531可以朝着锁定臂的开口516突起。锁定销可以构造成朝着锁定臂515移动，使得锁定销容置在其中一个开口516中以将锁定构件530和定位构件520锁定在一起。在该布置中，锁定销531将手掌200锁定在固定位置。可以通过将锁定构件530与定位构件510的任何一个接合元件516接合来将手掌锁定在多个期望位置中的任何一个。锁定销531还可以构造成移动远离锁定臂515，使得锁定销从相应开口516缩回以使锁定构件530和定位构件520脱离并且允许手掌自由地卷曲和屈曲。

定位系统可以包括转换器，该转换器构造成使定位系统在第一模式和第二模式之间切换。在第一模式中，定位系统构造成将手掌锁定在相对于腕关节的多个位置中的任何一个，如上文所描述的。在第二模式中，定位系统构造成允许手掌在两个最大移动点之间与腕关节自由地铰接：其中一个点是最大屈曲位置，而另一个点是最大卷曲位置。

在一种形式中，锁定构件530包括转换器。

该转换器构造成使锁定销531朝着定位构件移动(或者与定位构件接合)和远离定位构件移动(与定位构件脱离)。

在一种形式中，如图18和图19所示，转换器包括滑动臂532，该滑动臂532延伸越过手掌外壳的内部从手掌的第一侧201延伸至第二侧202。

手掌200的外壳可以包括基本上相对的孔口，滑动臂可以定位在该基本上相对的孔口中。在一个实施方案中，手掌的下面部分包括位于手掌的每一侧201和202上的一对基本上相对的孔口206。孔口206可以构造成形成通道，滑动臂532的各个端部位于这些通道中。滑动臂可以构造成在各个通道内前后滑动。

可以在滑动臂532的每一端处设置止动件533。孔口206可以构造成允许滑动臂532在孔口206内自由地滑动，但防止止动件533拉出孔口206和进入到手掌200的内部。例如，面朝手掌200的内部的孔口206的直径可以大于滑动臂532的直径，但小于止动件533的直径，如图19所示。

锁定销531附接至滑动臂532。例如，锁定销531可以附接至滑动臂532或者与其构成整体。锁定销531可以基本上在滑动臂532的纵向方向上延伸并且可以通过间隔片534与滑动臂532间隔开。优选地，锁定销531构造成基本上平行于滑动臂532。

为了将手100相对于臂构件锁定在期望位置处，手掌200围绕心轴520旋转直到其到达期望位置。止动件533可以用作转换器的按钮，使得可以在第一方向上推动第一按钮533a以使滑动臂532朝着手掌200的另一侧滑动。同时使锁定销531朝着定位构件510移动以与锁定臂515的开口516接合。手的手掌200现在相对于定位构件510和臂构件锁定就位。在该锁定位置中，手掌200不能围绕心轴520旋转。

为了使手100从固定位置解锁，在与第一方向相反的第二方向上推动第二按钮533b，以使滑动臂532朝着手掌200的另一侧移动。因此使得锁定销531移动远离锁定臂515中的相应开口516并且与其脱离。在解锁/脱离位置，手掌200能够在最大屈曲位置与最大卷曲位置之间围绕心轴520自由地铰接。最大移动限制可以由手掌200内的止动件来提供，该止动件与定位构件510或者心轴邻接以防止手掌200相对于定位构件510进一步卷曲或者屈曲。

在一种形式中，腕关节包括张紧构件540以将手掌200保持在张紧状态下。在该配置中，手掌200可以围绕心轴520自由地铰接，而且基本上不会松软。张紧构件可以从定位构件510延伸出去并且压抵手掌200或者与手掌200接合。在一种形式中，如图20A至图20C所示，张紧构件540包括片簧，该片簧从定位构件510的锁定臂515延伸出去并且压抵手掌的内表面。

在一种形式中，腕关节的定位系统可以包括连接器520，该连接器520构造成将手连接至臂构件。连接器520可以构造成将手掌200附接至臂构件以允许手掌相对于臂构件左右旋转。

例如，在一种形式中，定位系统可以包括定位构件510、心轴520、锁定构件530，如上文所描述的，以及连接器550。

连接器550包括具有第一端550a和第二端550b的主体。连接器的第一端面向手的手掌，并且第二端构造成面向臂构件。在一种形式中，连接器包括在其第一端550a与第二端550b之间延伸的容置孔口551。优选地，连接器基本上是环形的或者管状的，使得连接器包括在连接器的基本上中空的主体中的开口。

定位构件510构造成以旋转布置与连接器550接合，使得定位构件可以相对于连接器旋转，该连接器可以在固定位置处附接至臂构件。

在一个实施方案中，定位构件510的第二端510b具有基本上为圆形的外围，该基本上为圆形的外围构造成在连接器550的第一端550a处配合在基本上圆形的容置孔口551内。在一种形式中，定位构件510包括基本上为圆柱形或者圆锥形的主体。定位构件主体510的内部包括开口590，使得定位构件基本上是中空的。在一种形式中，定位构件主体的内部形成基本上中空的管道。

定位构件可以以任何合适的布置附接至连接器。例如，定位构件的第二端可以与连接器的螺纹第一端螺纹接合。在另一种形式中，紧固件可用于将定位构件和连接器连接在一起。在优选形式中，紧固件用于将定位构件和连接器附接在一起，而且不会入侵到定位构件的基本上中空的内部中。

在一种形式中，如图15和图16所示，定位构件510包括凸缘518，该凸缘518从定位构件510的主体上突起。凸缘优选地定位在定位构件的第一端处或者附近。在连接器的第一端550a处，容置孔口551构造成具有比凸缘518的直径小的直径。定位构件510可以通过如下方式附接至连接器550：即，通过将定位构件的第二端510b定位在连接器的容置孔口551内以便使得凸缘与连接器的第一端550a邻接，如图21所示。然后可以使用紧固件来将定位构件松弛地保持在连接器内，使得定位构件能够在连接器内旋转但不能与连接器分离。

在一种形式中，如图15、图21、图22A和图22B所示，相邻孔连接器的第一端550a附近的基本相对的侧上设有一对相邻孔552。包括销553的紧固件构造成在每对孔552之间延伸。每个销553可以构造成夹固抵靠定位构件主体510的各侧。在一种形式中，压缩构件554(诸如，弹簧加载突起、埋头螺钉、或者任何其它合适的系统)可以构造成延伸通过连接器550的侧壁中的孔555，以压抵销553并且使销553松弛地夹固抵靠定位构件510。可选地，销553可以包括容置元件，压缩构件可以压抵该容置元件。

使用弹簧加载压缩构件的优点在于，销553稳固地压抵定位构件的主体以将定位构件保持就位。然而，在给手掌施加了足够的旋转力的情况下，可以使得定位构件克服销553所施加的压缩力和摩擦力以相对于连接器旋转。这样，当移除足够的旋转力时，紧固件会自动释放并且重新接合。

利用紧固件将定位构件附接至连接器的优点在于紧固件不会入侵到定位构件的内表面上，腕关节会使用户的手的残肢可以突出到腕关节中的空间最大化。这允许臂构件、手腕以及手的整体长度和配置在解剖学上看起来基本上恰当。

然而，这仅仅是可以将定位构件510附接至连接器550的一种布置。如应理解，两个组件510和550可以以任何合适的布置附接在一起。例如，在替代形式中，连接器的第一端可以替代地构造成配合在定位构件的第二端内。

定位构件510可以包括至少一个锁定指头570，该至少一个锁定指头570构造成从定位构件主体的外表面上突起并且与连接器的内表面接合。优选地，定位构件包括两个锁定指头570。在一种形式中，如图23B所示，每个锁定指头可以形成弹簧加载的突起。例如，锁定指头可以包括尖头571，诸如，球体或者滚珠轴承，该尖头571保持在可以形成于定位构件510的主体中的腔室572内，或者可以配合在形成于定位构件的主体中的孔口519内。偏置构件(诸如，弹簧)可以定位在尖头571与腔室572的封闭端之间。尖头571从腔室572的打开端上突起并且被夹固在压缩弹簧的自由端与容置孔口551的内表面之间。连接器550可以包括在其内表面上的呈孔口或者凹部的形式的多个分度结节556。分度结节556可以在连接器的第一端550a附近在连接器的容置孔口551的内表面周围的管线中延伸。尖头572构造成与任一分度结节556接合。然而，在具有足够的力的情况下，定位构件510可以在连接器550内旋转，使得压缩弹簧进一步压缩并且将尖头572推出其相应分度结节556且进入邻近的结节中。这样，手掌200可以侧向地旋转以使定位构件510在连接器550内旋转。当手掌200到达期望位置时，压缩弹簧将尖头572推动到相应分度结节556中以将手掌锁定就位。优选地，定位系统构造成使得手掌可以左右旋转达45度。

因此，定位系统可以构造成允许手掌卷曲和屈曲以及/或者侧向地旋转。

在另一种形式中，腕关节构造成使电气终端装置(诸如，受动力钩或者自动化手)附接至臂构件。在一种形式中，腕关节可以包括主体，该主体包括第一端和第二端，第一端构造成面向电气终端装置，第二端构造成面向臂构件。腕关节还可以包括孔口，该孔口延伸到腕关节主体的基本上中空的区段中以允许用户的残肢的一部分延伸通过腕关节的至少一部分。可选地，孔口在腕关节的第一端与第二端之间延伸。例如，在一种形式中，腕关节的主体可以基本上是管状的或者环形的。腕关节可以进一步包括心轴，该心轴可旋转地附接至手掌以允许手掌相对于腕关节进行铰接。

在一种形式中，如图24所示，腕关节包括定位构件510，该定位构件510包括基本上为平面的主体。定位构件可以构造成附接至连接器520以形成腕关节的主体。定位构件和/或连接器可以附接至臂构件以将腕关节附接至用户的臂。在一种形式中，定位构件的第二端510b可以包括基本上平滑的表面。定位构件可以附接至臂构件，该臂构件包括快速断开连接手腕系统或者呈快速断开连接手腕系统的形式，诸如本领域中已知的那些快速断开连接手腕系统。定位构件和臂构件可以以任何合适的方式附接在一起，诸如，通过使用诸如螺钉等紧固件、或者粘合剂、或者任何其它合适的附接形式。优选地，定位构件的第二端510b用螺钉或者螺栓连接至臂构件(诸如，快速断开连接手腕系统)的端部上。在一种形式中，连接器可以位于定位系统的第二端与臂构件的远端之间，使得当定位构件和臂构件附接在一起时连接器也附接至臂构件。在该布置中，连接器被夹固在定位构件与臂构件之间。定位构件不能相对于连接器旋转。可选地，臂构件/快速断开连接手腕系统包括旋转端部以允许手掌相对于臂构件左右旋转。因此，腕关节的定位系统可以构造成将手掌附接至常见的臂构件或者专有臂构件。

可选地，定位构件和连接器形成为单个组件。

腕关节可以包括缆线端口580，电气连接器可以定位在该缆线端口580中以将手掌连接至臂构件。例如，定位构件和连接器分别可以包括基本上对齐的孔口，以在手掌与臂构件之间形成缆线端口。

如图21和图23所示，连接器550的第二端可以包括套筒附接系统600以将自动化手附接至呈套筒的形式臂构件，该套筒配合在用户的残肢上。

本发明的腕关节的优点在于，由于定位系统的至少大部分容纳在手的手掌内，所以腕关节在臂构件与手的手掌之间占据非常小的空间。因此，当手被用作假肢时，腕关节以及手掌与臂构件之间的连接在解剖学上看起来基本上恰当。

定位构件和连接器还可以构造成基本上是中空的，以使可配合在自动化手内的用户的残肢的长度最大化。这也有助于使手在解剖学上看起来更恰当，如可以在图22B和图23中看到的。

在一种形式中，腕关节还可以包括在定位构件与连接器之间的水密密封件560以防止流体从手传递到臂构件/套筒中。

训练手

假肢手的用户需要创建必要的EMG(肌电图)信号以使手移动至期望位置。通常，假肢手的用户在接收待使用的实际假肢手之前需要使用训练手来练习相当长的时间。在一些形式中，训练手可以是计算机模拟手。然而，用户将使用的实际假肢手可能具有与训练手不同的敏感性。这意味着，即使用户已经利用训练手练习了很长一段时间，实际的手也可能不会像预期那样操作。因此，本发明的自动化手可以包括控制系统并且可以配置成在使用该手时为用户提供训练。

在一种形式中，如图25所示，手100可以包括连接至手的(多个)驱动电机的控制系统。控制系统可以配置成接收来自用户的一个或多个EMG信号、来自用户界面的一个或多个电子信号、或者两者。控制系统还可以配置成使得手指根据所接收到的(多个)信号而呈预定握持模式。

控制系统可以可编程为使得手基于所接收到的信号而呈预定握持模式。

手可以包括呈一个或多个指示器形式的显示器，其指示控制系统已经接收到信号。在一种形式中，一个或多个指示器可以配置成指示已经接收到来自用户的EMG信号。此外或者可替代地，一个或多个指示器可以配置成指示手100的握持模式。在又另一种形式中，一个或多个指示器可以配置成指示已经接收到来自手的用户界面的信号，诸如，经由Wi-Fi或者蓝牙连接。一个指示器还可以指示警告模式。

一个或多个指示器可以包括一个或多个视觉指示器150、音频指示器160、或者这两者。

在一种形式中，手包括至少一个视觉指示器和至少一个音频指示器，其指示控制系统已经接收到信号。

视觉指示器150可以是灯(诸如，LED)，该灯可以具有各种颜色以及/或者可以根据手100的位置以各种模式进行闪光。可替代地，显示器可以是字母数字显示器809，如图54所示。字母数字显示器使得能够显示每个所选择的握持模式、特定故障条件、以及EMG信号强度的详细范围等。

音频指示器160可以是由控制系统产生且通过设置在手100上的扬声器发出的声音。

在一种形式中，手100可以包括位于手100的任何合适部分(诸如，手掌200的上面部分210或者手腕区域500)上的一个或多个视觉指示器150和/或音频指示器。例如，一个或多个指示器150和160可以位于手掌200的上面部分210的上表面211上。优选地，三个灯150设在手掌的上表面211上。

手可以包括用户界面180，用户可以通过该用户界面180将指令输入到控制系统以使手呈预定握持模式。用户界面180可以包括一个或多个输入构件170，用户可以通过该一个或多个输入构件170输入数据以使手呈预定握持模式。一个或多个输入构件170可以包括一个或多个按钮、拨号盘、或者用于输入数据的任何其它合适的系统。用户界面可以是触敏的、或者机械操作的、或者这两者。

在一种形式中，用户界面180包括一个或多个可按下按钮170。在另一种形式中，按钮可以是触敏的。按钮170可以位于手100的任何合适部分上，诸如，上面部分210、手腕区域500、或者手的下面部分220的基部。在一种形式中，按钮170可以位于手的上面部分210的上表面211上。在优选形式中，提供了两个或者三个按钮170，如图24所示。然而，在其它形式中，可以使用四个或者更多个按钮。

用户界面180可以包括在手的手掌200的外壳上的面板。该面板上可以设有一个或多个输入构件170。用于将(多个)输入构件170连接至控制系统的电子装置可以位于外壳内。优选地，面板180被密封以便避免流体进入电子装置和控制系统。可替代地，电子装置可以位于手掌200的外壳内的密封壳体内。

可选地，手100包括一个或多个输入构件170以及一个或多个视觉指示器150和/或音频指示器160。一个或多个输入构件(诸如，一个或多个按钮170)可以位于手100的与(多个)视觉指示器150和/或(多个)音频指示器160相同的区域中。例如，一个或多个输入构件170以及一个或多个指示器可以位于手的用户界面面板180上，如上文所描述的。在一种形式中，LED灯150可以位于每个输入构件或者按钮170旁边。在一种形式中，手可以包括一个或多个输入构件170，该一个或多个输入构件170包括一个或多个视觉指示器150。例如，LED灯可以定位在每个按钮上。在另一示例中，拨号盘上可以设有多个LED灯。

在一种形式中，视觉和/或音频指示器的数量可以等于输入构件(诸如，按钮)的数量。在其它形式中，输入构件的数量可以超过或者小于视觉指示器和/或音频指示器的数量。

手的控制系统可以配置成使得从一个或多个输入构件170接收到的信号、EMG信号、或者这两者可以用于使手100从一种握持模式改变为另一种握持模式。例如，用户可以在特定模式中按下一个或多个按钮170以便选择握持模式，诸如，拇指320处于相对位置中且手的指头310和拇指320卷曲的握持模式。

特定指示器或者各种指示器的组合可以用于指示由控制系统接收到的信号是EMG信号或者来自其中一个输入构件的输入信号。例如，红灯可以指示已经接收到EMG信号，并且绿灯可以指示已经接收到来自用户界面的输入信号。在一种形式中，单个LED指示器的亮度可以与所接收到的EMG信号的强度成比例地发生变化，以向用户提供接收到的EMG信号的强度的指示。

手的控制系统可以配置成储存特定数量的握持模式，诸如，可以通过手的(多个)输入构件170、EMG信号、或者这两者将数据输入至控制系统来获得的二十种最常见的握持模式。在一种形式中，当选择了第一握持模式时，指示器被照亮，使得用户可以从该状态开始多次按下输入按钮以选择期望的握持模式。

当用户不能产生实现特定握持模式所需要的必要EMG信号时，(多个)输入构件170可能特别有用。

在一种形式中，控制系统可以被编程为仅识别一些EMG信号。在该形式中，其它握持模式可以通过用户界面180的(多个)输入构件170来控制。

因此，本发明的手100可以构造成用作训练工具，以帮助将用户训练至习惯于该手，尤其是手的各个位置。

流体兼容手

在一种形式中，本发明的手可以构造成在潮湿时操作。例如，该手可以构造成在浸没在水中时操作，而不需要在手上使用手套或者防水覆盖件。

对于具有许多移动机械部件的电动自动化手来说，使其与流体相容是非常困难的。在手的组件已经设计得足够小以使手在解剖学上看起来基本上恰当的情况下，这甚至更困难。为了提供与水兼容的手，发明人已经从头开始对典型的自动化手的构造进行了重新设计。因此，本发明的流体兼容自动化手构造成在干燥时和在潮湿时操作。手不防水是因为当手浸没在流体(诸如，水)中时手的内部可能会变得潮湿。相反，手构造成与流体兼容，这意味着手即时在浸没在流体中时也会操作。

手构造成以若干种方式与流体或者水兼容。例如，手的驱动电机可以单独地容纳在密封的壳体内。可以通过使用任何合适的流体兼容连接来提供电气连接，诸如，通过使用远程连接或者通过使用例如带状电缆。在一种形式中，带状连接器用于横穿手掌与臂构件之间的腕关节，以使手掌和/或手指中的电子装置与臂构件(诸如，套筒)中的电子装置连接。带状连接器构造成防水的并且还可以构造成在手掌卷曲、屈曲、以及/或者围绕腕关节旋转时承受手的移动性质。

控制器和电子装置可以放置在一个或多个密封的壳体(诸如，手的手掌内的电子装置壳体)内。

手掌和腕关节还可以包括一个或多个水密密封件。例如，密封件可以位于定位构件与腕关节的连接器之间，以防止流体从自动化手进入到臂构件/套筒中。尤其，腕关节可以包括附接至连接器的定位构件，如上文所描述的，并且包括套筒的臂构件也可以附接至该连接器。涂橡胶的密封件位于附接的定位构件与连接器之间。连接器、定位构件、以及密封件一起形成套筒的密封端部，使得流体不能进入套筒中并且损坏套筒内的电子组件。用户的残肢(在使用期间将定位在套筒内)也会保持干燥。

在使用本发明的定位系统和/或使用断开连接系统来将手附接至臂构件的情况下，手能够相对于臂构件旋转。当与流体兼容手耦接时，该旋转能力尤其有益。

手可以构造成可排水。例如，手可以包括一个或多个排水端口，诸如，在手掌和/或手指中的孔口，在手已经浸没在流体中之后流体可以通过该一个或多个排水端口排出。可替代地，流体可以通过设在手的毗连部分之间的一个或多个开口(诸如，例如，形成在指节和手指关节周围的开口)排出。

因此，本发明的自动化手构造成是可浸的和可排水的，例如，以便用户可以使用该手来洗碗。

为了帮助提供附加握持，可以手的手掌的接触表面和手指的接触表面设置握持辅助表面(诸如，粘性、有纹理、或者高摩擦表面)。手指的接触表面是手指的最可能与被握持物体接触的区域。例如，指尖区域可以是接触表面。在一种形式中，握持辅助表面可以是，例如，包括橡胶、硅胶、或者弹性体的橡胶化表面。

传统的自动化手需要使用手套来帮助握持、防水、以及防止一般摩擦和撕裂。已知的自动化手不能够在浸没在流体中时操作。在使用手套的情况下，手的驱动电机竭力抵抗手套的约束性质来使手指移动。换言之，电机需要比在没有使用手套的情况下更费力地工作以使手指移动。本发明的流体兼容手可以避免这些缺点，因为手不需要使用手套。因此，可以从驱动电机获得更大的增益并且可以消耗更少的功率来使手的手指从一个位置移动至另一位置。此外，在没有手套收缩的情况下，手的手指可以更快地移动。本发明的自动化手具有的水损坏或者其它流体造成的损坏的风险更小。

由于本发明的手可以在没有手套的情况下进行佩戴，所以该手能够用作训训练手，如上文所描述，其中，一个或多个LED灯可以定位在手上并且对用户可见。

本发明的流体兼容手还构造成易于维护，而不会对手的流体兼容性质产生不利影响。

第二示例性实施方案

图26至图66示出了根据第二实施方案的自动化手，其采用不同的拇指旋转锁定机构、手腕锁定机构、过载指节离合器、可移除握持板以及相关特征。

已经为与第一实施方案中的对应组件等效的那些组件给予了相同的附图标记，并且应该参照关于这些部件的上述描述。掌骨支柱具有与针对先前的示例性实施方案描述的性质相同的性质。下文描述的致动器包括用于容置致动器的连接器，但在替代实施方案中，连接器不需要必须容置致动器。

拇指旋转锁定

现在参照图26至图30，示出了替代拇指设计。拇指701具有设在其近端处的致动器702(包括致动器壳体)，该致动器702也是其附接至手掌704的附接点。弹性底座703安装至手掌704并且包括尺寸设计成容置致动器702的凹腔。通过经由弹性底座703将拇指701安装至手掌，拇指可以吸收由弹性底座703的弹性变形引起的撞击力。弹性底座703优选容许致动器702相对于手掌704进行至少2度(并且优选地为至少5度)的相对角位移。弹性底座703可以具有如为在上文针对第一示例性实施方案所描述的掌骨支柱所述的材料性质。

拇指701相对于手掌704的相对移动也可以用在拇指锁定机构中。致动器702使拇指701如箭头A所指示的那样围绕轴线通常在手的延伸方向上旋转。在该实施方案中，当用户施加旋转力时，致动器702允许拇指旋转以进行定位(即，其不具有齿轮驱动，诸如，用于防止逆向驱动的蜗轮驱动)。这使得用户能够将拇指旋转到期望位置。这还允许拇指吸收由对拇指的意外撞击引起的力。第二致动器705控制拇指的闭合和延伸，如箭头B所指示。

由于拇指能够通过所施加的力旋转，所以令人期望的是在移动期间(诸如，在握持物品期间)将拇指锁定在固定旋转位置中(以防止由于拇指旋进而引起释放)。图29和图30图示了拇指旋转锁的操作。图30示出了在未在方向C上施加力时各个元件的位置。当拇指抵靠物体或者另一手指闭合时，如由箭头C指示的力会使得致动器702给弹性底座703施加力，从而使得拇指和致动器702旋转，如图29所示(可以看到致动器702的远端已经朝着手腕移动)。这会迫使块708抵靠手掌块709。第一接合表面706可以设在块708上，第二接合表面707可以设在手掌块709上。当两个接合表面进行接触时，这可以防止进一步旋转(即，在方向A上的旋转)，从而在没有拇指旋转的情况下帮助保持握持操作。这在施加力时致动器可能移动的情况下尤其重要(与可以防止反向旋转的蜗轮驱动不同)。允许拇指旋转可以帮助进行拇指定位以及允许在不损坏拇指的情况下耗散力。接合表面706和707均可以具有相互接合的轮廓，诸如，波纹状轮廓，诸如，齿轮表面。可替代地，一个表面可以具有高摩擦系数，诸如，制动片材料，而另一个可以具有或者不具有表面轮廓。具有高摩擦系数的表面也可以是波状的。在该示例中，表面707具有齿轮轮廓并且是由弹性材料形成，以提供良好的握持。

该设计允许用户将拇指旋转到期望位置，但仍允许借助上文描述的拇指旋转锁定机构来进行可靠的握持。其还会吸收由于对拇指的意外撞击而引起的力，以避免由于意外撞击对拇指或者手造成损坏。

在图32中示出了该设计的变型，其中，拇指旋转致动器702枢转地安装至手掌704并且通过弹簧711朝着中间位置偏置。当在握持移动期间在方向C上施加力时，致动器702会围绕枢转点710旋转，如双箭头D所指示，使得接合表面706和707接触并且限制进一步旋转。

离合器

参照图33至图41，将对整体形成到指关节中的过载保护离合器720进行描述。参照图33，安装在位于手掌内的掌骨支柱721中的致动器726驱动蜗轮722，该蜗轮722进而驱动齿轮723。齿轮723经由过载离合器布置驱动左右手指元件724和725，如下面将描述。

参照图34，示出了过载离合器720的分解图。齿轮723围绕心轴730自由地旋转并且具有设在任一侧(指示出了其中一侧)上的一系列坡道727。坡道727与形成于离合器板728和729中的互补坡道(见图39至图41中的坡道739)接合。离合器板728和729通过盘式弹簧731和732朝着齿轮723偏置。输出板733和734、盘式弹簧731和732、离合器板728和729、以及心轴730和736的整个“总成”由螺栓735固定在一起形成一个整体驱动单元。指关节被围封在壳体元件737和738内。

在正常操作中，致动器726使蜗轮722旋转，蜗轮722进而使齿轮723旋转(齿轮723围绕心轴730自由地旋转)。齿轮723的坡道727与离合器板728和729的互补坡道接合，这会驱动该“总成”使左右手指元件724和725旋转。如果撞击力施加至手指，或者手指的旋转在一定力水平下受到限制，则离合器板728和729的坡道739将会被向上驱动抵靠齿轮的坡道727，以便在离合器板728和729上施加向外力，从而压缩盘式弹簧731和732直到坡道表面不再接合，从而允许离合器板728和729相对于齿轮723旋转以减轻所施加的过载力。

参照图38至图41，更加详细地示出了离合器板728(离合器板729是相同的)。在该示例中，示出了四个坡道部段739，但在3至8个坡道部段之间的任何数量都可以是合适的。如图38所示，坡道面740设置为相对于坡道739的平坦表面成55°的角度。尽管坡道表面727被示出为整体地形成在齿轮723上，但应理解，离合器板可以替代地固定至齿轮723的任一侧。

图42示出了替代实施方案，其中，齿轮743经由上文描述类型的离合器745安装至手掌744。手指741内的电机742驱动蜗轮746以使指头围绕手掌旋转。如果对手指741施加过大的旋转力，则离合器745允许齿轮743相对于手掌旋转，以便允许手指741相对于手掌旋转以减轻过载力。

离合器整体形成在齿轮面上会提供一种紧凑且重量轻的解决方案，其中，斜坡表面上的力减小会使得离合器板的磨损较小。离合器在过载释放力作用下持续释放，并且提供双向保护。

手腕

现在参照图43至图53以及图55至图56，示出了替代手腕设计。手100经由心轴520枢转地安装至手腕500。在该实施方案中，手腕锁定机构呈杆750的形式，杆750经由销751枢转地安装至手腕500。杆750沿着其长度具有多个凹口752，该多个凹口752以合适的间隔隔开以限定有用的手腕旋转范围。锁定机构包括具有转向孔口754的锁定元件753。锁定元件753通过偏置弹簧757朝着杆750偏置。从板756上突起的销755与转向孔口754接合。当推动止动件533以使滑动臂532向右移动时，销751定位在转向孔口754的左侧并且限制锁定元件753被迫使向下与凹口752接合。当推动止动件533以使滑动臂532向左移动时，销751定位在转向孔口754的右侧并且允许通过弹簧757迫使锁定元件753向下与凹口752接合(如果锁定元件753未定位为邻近凹口，则其保持偏置抵靠杆750直到与凹口对齐——这时其会锁定手腕)。

图44示出了锁定在中间位置的手腕。图46示出了锁定在屈曲状态的手腕。图48示出了锁定在延伸状态的手腕。

尽管在上述实施方案中提供了具有多个分离位置的可变长度联动装置，但也可以提供具有变化的连续可变联动装置，如图55和图56所示。在该示例中，杆760枢转地连接至手腕500。由弹性材料形成的轴环762被金属轴环半763和764包围。当推动止动件533以使滑动臂532向右移动时，销751定位在有角孔口767的左侧并且使锁定元件765凸起。当推动止动件533以使滑动臂532向左移动时，销751定位在有角孔口767的右侧并且迫使锁定元件765向下抵靠轴环半764，轴环半764压缩弹性轴环762并且锁定杆760的位置以锁定手腕。

通过将锁定机构定位在手的手掌内，手腕可具有非常短且紧凑的设计。其较轻且紧凑的设计使得手腕看起来和操作起来都很自然。该紧凑设计在手腕区域中为其它组件提供了空间，从而有助于减小手的整体大小并且允许流体兼容的设计。

可浸没

现在参照图57至图64，将对使得自动化手能够浸没在流体中的手掌和掌骨块的设计的特征进行描述。如图61、图62和图64所示，手掌由上面部分210、下面部分220、以及掌骨支柱770组成。在该实施方案中，掌骨支柱中设有非圆形的键孔形孔口771以与对应形状的致动器壳体相配以防止旋转。掌骨块770的外围周围设有呈O形环772形式的密封件，以在这些部件固定在一起时与手掌下面部分220一起形成水密密封件。当致动器20与弹性掌骨块770紧密结合时，该界面处形成液密密封件。指关节是液密配置，以便防止水经由指关节进入。这样，密封的手掌区段(全部或者部分)可以设置用于在浸没在流体中时将电机和电子装置容置在防水的区域中。这允许水在不会影响手的功能的情况下进入其它区域中。

通过提供密封的手掌区段以及将关键组件密封在其内，液体可以进入手的其余部分，从而使得其在不用使用手套的情况下是可浸没的且可与流体兼容的。

可移除板

现在参照图65和图66，示出了包括可移除板的实施方案。图65所示的手800包括在可浸没手掌的下面部分中的凹腔802，该凹腔802的尺寸设计为容置板803。孔口805设在板803中以允许经由合适的紧固件(诸如，螺钉)将其固定至手掌801。板803可以是由刚性材料形成，其中，较柔软材料的部段804设在板803的表面上。该较柔软材料可以具有在15与90之间(优选地为50至90)的邵氏A硬度，其中，已经发现约60的邵氏A硬度非常有效。较柔软材料的部段804可以是通过包覆成型来形成或者可以粘附至板等。这些较柔软的部段提供增强的握持，但由于其较柔软，所以其易于磨损，并且能够方便地提供可替换板。图65示出了可以固定到在手掌的上面部分中的凹腔807中的可替换板808。与提供可替换手掌板一样，手指的指尖806也可以设有柔软材料层以便以相似方式来改进握持，并且其也可以是可替换的。由于手掌的可浸没性质，可以简单地粘附板，而不需要在板与手掌之间进行任何水密密封。

尽管已经通过示例的方式对本发明进行了描述，但应理解，在不背离如在权利要求书中限定出的本发明的范围的情况下，可以作出变化和修改。此外，在特定特征存在已知等效物的情况下，这些等效物并入本文就如在本说明书中具体地提到一样。

例如，本(多项)发明也可用于其它自动化和/或假肢，例如，足部。

Claims (151)

1.一种自动化手，该自动化手包括：

a.手掌；

b.附接至所述手掌的一个或多个弹性柔性且可压缩底座；以及

c.一个或多个连接器，每个连接器具有从其延伸出去的手指，所述手指相对于所述手掌可移动，每个连接器安装至相应底座，使得向手指施加侧向力时每个连接器能够围绕所述底座旋转。

2.根据权利要求1所述的自动化手，其中，每个连接器能够在所述手掌的平面中旋转。

3.根据权利要求1或权利要求2所述的自动化手，其中，每个连接器能够在与所述手掌的平面正交的平面中旋转。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的自动化手，所述自动化手包括多个连接器。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的自动化手，所述自动化手包括多个分立的底座。

6.根据权利要求1至4中任一项所述的自动化手，其中，所述一个或多个底座是单个整体形成底座。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的自动化手，其中，每个底座具有形成在其中的孔口，所述孔口的尺寸设置为容置相应连接器。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的自动化手，其中，每个孔口的剖面上是非圆形的，并且每个连接器具有非圆形剖面以防止所述连接器与所述底座之间的旋转。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的自动化手，其中，每个底座是由在-20℃至100℃的温度范围内具有在0.05至0.8之间的DMTA阻尼系数的材料形成。

10.根据权利要求9所述的自动化手，所述自动化手具有在0.05至0.5之间的DMTA阻尼系数。

11.根据权利要求9或权利要求10所述的自动化手，所述自动化手具有在20％至60％之间的弹力。

12.根据权利要求9至11中任一项所述的自动化手，所述自动化手具有在10至90之间的邵氏A硬度。

13.根据权利要求9至11中任一项所述的自动化手，所述自动化手具有在30至60之间的邵氏A硬度。

14.根据权利要求9至11中任一项所述的自动化手，所述自动化手具有在40至90之间的邵氏D硬度。

15.根据权利要求1至14中任一项所述的自动化手，其中，所述底座形成掌骨支柱，所述掌骨支柱具有安装至所述掌骨支柱上的多个连接器。

16.根据权利要求1至15中任一项所述的自动化手，其中，所述掌骨支柱具有这样的弹力，即由于所述掌骨支柱的弹性变形允许所述连接器与所述手掌之间相对移动，使得至少两个手指能够扩张分开至少5度。

17.根据权利要求16所述的自动化手，其中，所述掌骨支柱具有这样的弹力，即由于所述掌骨支柱的弹性变形允许所述连接器与所述手掌之间相对移动，使得至少两个手指能够扩张分开至少10度。

18.根据权利要求16所述的自动化手，其中，所述掌骨支柱具有这样的弹力，即由于所述掌骨支柱的弹性变形允许所述连接器与所述手掌之间相对移动，使得至少两个手指能够扩张分开至少20度。

19.根据权利要求1至18中任一项所述的自动化手，其中，所述掌骨支柱为在与所述手掌正交的方向上施加至手指的力提供撞击吸收，以便使得每个连接器能够由于所述掌骨支柱的弹性变形而相对于所述手掌旋转至少2度。

20.根据权利要求19所述的自动化手，其中，每个连接器能够相对于所述手掌旋转至少5度。

21.根据权利要求19所述的自动化手，其中，每个连接器能够相对于所述手掌旋转至少10度。

22.根据权利要求1至21中任一项所述的自动化手，其中，所述掌骨支柱是由具有大约30的邵氏A硬度的材料形成。

23.根据权利要求1至22中任一项所述的自动化手，其中，施加至手指的尖端的在2.5牛顿与20牛顿之间的侧向力由于所述掌骨支柱的弹性变形会导致在所述手掌的平面上相对于所述手掌进行至少3度的角旋转。

24.根据权利要求23所述的自动化手，其中，所述角旋转为至少5度。

25.根据权利要求1至24中任一项所述的自动化手，其中，在与所述手掌正交的方向上施加至手指的尖端的在2.5牛顿与20牛顿之间的力导致所述手指由于所述掌骨支柱的弹性变形而相对于所述手掌进行至少3度的角旋转。

26.根据权利要求25所述的自动化手，其中，所述角旋转为至少5度。

27.根据前述权利要求中任一项所述的自动化手，其中，所述手掌支柱是由一种或多种材料制成，所述一种或多种材料来自由如下材料组成的组：弹性体、橡胶、硅树脂、可压缩聚合物。

28.根据权利要求27所述的自动化手，其中，所述掌骨支柱是由碳氢化合物、碳氟化合物、或者基于硅石的热固性弹性体制成。

29.根据权利要求27所述的自动化手，其中，所述掌骨支柱是由热塑性弹性体制成。

30.根据权利要求27所述的自动化手，其中，所述掌骨支柱是由热固性橡胶制成。

31.根据权利要求1至26中任一项所述的自动化手，其中，所述掌骨支柱是由热塑性材料制成。

32.根据权利要求31所述的自动化手，其中，所述掌骨支柱是由天生柔软的热塑性材料制成。

33.根据权利要求27至32中任一项所述的自动化手，其中，所述掌骨支柱是由基于这些聚合物中的任一种的发泡组合物制成。

34.根据权利要求27至32中任一项所述的自动化手，其中，所述掌骨支柱是由这种材料或者复合材料的合金或者共混物制成。

35.一种用于自动化手的弹性柔性且可压缩掌骨支柱，所述弹性柔性且可压缩掌骨支柱包括第一端、基本上与所述第一端相对的第二端、以及在所述第一端与所述第二端之间延伸的多个孔口，所述多个孔口的尺寸设置为容纳用于自动化手的所述手指的连接器，其中，支柱是由在-20℃至100℃的温度范围内具有在0.05至0.8之间的DMTA阻尼系数的材料形成。

36.根据权利要求35所述的自动化手，所述自动化手具有在0.05至0.5之间的DMTA阻尼系数。

37.根据权利要求35或权利要求36所述的自动化手，所述自动化手具有在20％至60％之间的弹力。

38.根据权利要求35至37中任一项所述的自动化手，所述自动化手具有在10至90之间的邵氏A硬度。

39.根据权利要求35至37中任一项所述的自动化手，所述自动化手具有在30至60之间的邵氏A硬度。

40.根据权利要求35至37中任一项所述的自动化手，所述自动化手具有在40至90之间的邵氏D硬度。

41.根据权利要求35至40中任一项所述的掌骨支柱，其中，每个孔口的剖面是非圆形的。

42.根据权利要求35至41中任一项所述的掌骨支柱，所述掌骨支柱是由一种或多种材料制成，所述一种或多种材料来自由如下材料组成的组：弹性体、橡胶、硅树脂、可压缩聚合物。

43.根据权利要求42所述的掌骨支柱，所述掌骨支柱是由碳氢化合物、碳氟化合物、或者基于硅石的热固性弹性体制成。

44.根据权利要求42所述的掌骨支柱，所述掌骨支柱是由热塑性弹性体制成。

45.根据权利要求42所述的掌骨支柱，所述掌骨支柱是由热固性橡胶制成。

46.根据权利要求35至41中任一项所述的掌骨支柱，所述掌骨支柱是由热塑性材料制成。

47.根据权利要求46所述的掌骨支柱，其中，所述掌骨支柱是由天生柔软的热塑性材料制成。

48.根据权利要求42至47中任一项所述的掌骨支柱，其中，所述掌骨支柱是由基于这些聚合物中的任一种的发泡组合物制成。

49.根据权利要求42至48中任一项所述的掌骨支柱，其中，所述掌骨支柱是由这种材料或者复合材料的合金或者共混物制成。

50.一种自动化手，所述自动化手包括：

a.手掌；

b.从所述手掌延伸出去的两个或者更多个手指，其中，每个手指通过连接器附接至所述手掌，所述连接器包括指关节和连接臂；

c.一个或多个驱动电机，所述一个或多个驱动电机配置成使得至少一个所述手指移动；以及

d.在两个或者更多个连接器之间延伸的弹性柔性且可压缩掌骨支柱，所述掌骨支柱包括第一端和第二端，并且进一步包括一个或多个支撑件孔口，每个支撑件孔口构造成将连接臂的至少一部分保持在其中。

51.一种自动化手，所述自动化手包括：

a.手掌；

b.固定至所述手掌的弹性底座，所述弹性底座包括用于容置致动器的凹部；以及

c.第一致动器，所述第一致动器具有近端和远端，所述近端安装至所述弹性底座并且所述远端具有从其延伸出去的拇指，

d.其中，所述弹性底座容许所述第一致动器相对于所述手掌进行至少2度的相对角位移。

52.根据权利要求51所述的自动化手，其中，所述弹性底座容许所述第一致动器相对于所述手掌进行至少5度的相对角位移。

53.根据权利要求51或52所述的自动化手，其中，所述第一致动器使所述拇指相对于所述手掌在第一旋转平面中旋转，所述手包括安装在所述拇指上的第一接合表面以及安装在所述手掌上的第二接合表面，使得在所述拇指的握持移动期间使所述致动器相对于所述手掌位移以使所述接合表面进行接触以抑制在所述第一平面中的移动。

54.根据权利要求53所述的自动化手，其中，一个接合表面为波状。

55.根据权利要求53所述的自动化手，其中，两个接合表面均为波状。

56.根据权利要求54或权利要求55所述的自动化手，其中，每个波状表面是齿轮表面。

57.根据权利要求53至56中任一项所述的自动化手，其中，一个接合表面是由具有高摩擦系数的材料形成。

58.一种自动化手，所述自动化手包括：

a.手掌；

b.第一致动器，所述第一致动器具有近端和远端，所述近端枢转地安装至所述手掌并且具有从其延伸出去的拇指，所述致动器使所述拇指相对于所述手掌在第一旋转平面中旋转；以及

c.安装在所述拇指上的第一接合表面以及安装在所述手掌上的第二接合表面，使得在所述拇指的握持移动期间使所述致动器相对于所述手掌位移以使所述接合表面进行接触以抑制在所述第一平面中的移动。

59.根据权利要求58所述的自动化手，其中，所述拇指偏置远离所述第二接合表面。

60.一种自动化手，所述自动化手包括：

a.手掌，所述手掌包括外壳和内部；

b.从所述手掌延伸出去的一个或多个手指；以及

c.一个或多个电机，所述一个或多个电机配置成使得至少一个所述手指移动；以及

d.其中，至少一个手指形成安装在所述手的手掌的第一侧处或者附近的拇指，其中，所述拇指基本上与至少一个其它手指相对，并且其中，所述手包括定位在所述拇指的一部分与所述手掌的外壳之间的可压缩拇指缓冲垫。

61.根据权利要求60所述的手，其中，所述拇指包括拇指主体和基部构件，所述拇指主体构造成从所述手掌的外壳上突起，所述基部构件基本上容纳在所述外壳的内部内，延伸至所述拇指主体的一侧，并且其中，所述可压缩拇指缓冲垫安装在所述基部构件上。

62.根据权利要求61所述的手，其中，所述可压缩拇指缓冲垫的一侧定位为与所述拇指的一侧接触。

63.根据权利要求61所述的手，其中，所述拇指包括第一电机，所述第一电机构造成使得所述拇指围绕第一轴线卷曲和屈曲。

64.根据权利要求63所述的手，其中，所述拇指包括第二电机，所述第二电机构造成使得所述拇指围绕第二轴线朝向和远离所述手掌的第二侧进行铰接，所述第二侧基本上与所述第一侧相对。

65.根据权利要求63或64所述的手，其中，所述第一电机容纳在所述拇指内。

66.根据权利要求63或64所述的手，其中，所述第二电机容纳在所述基部构件内。

67.根据权利要求61所述的手，所述手进一步包括拇指支撑件，所述拇指支撑件包括第一表面，其中，所述基部构件构造成位于所述拇指支撑件的第一表面上。

68.根据权利要求67所述的手，其中，所述拇指支撑件包括第一表面，所述第一表面包括第一斜坡凹部，所述第一斜坡凹部构造成将所述基部构件的至少一部分容置在其中，并且其中，所述凹部的角度朝着所述拇指倾斜。

69.根据权利要求67或68所述的手，其中，所述拇指支撑件进一步包括第二凹部，并且所述拇指包括底表面，所述底表面包括从所述底表面延伸出去的突起；其中，所述突起构造成容置在所述第二凹部内。

70.根据权利要求69所述的手，其中，所述突起和所述第二凹部均是细长的并且在基本上垂直于所述基部构件的长度的方向上延伸。

71.根据权利要求70所述的手，其中，所述突起和所述凹部均是半圆柱形的。

72.一种自动化手，所述自动化手包括：

a.手掌；

b.从所述手掌延伸出去的手指；

c.用于驱动齿轮的致动器；以及

d.过载保护离合器，所述过载保护离合器在其输入端由所述齿轮驱动以便使得连接至其输出端的所述手指移动，并且具有双向过载保护以便使得当施加至所述离合器的旋转力超过限制时，所述离合器会允许其输入端与输出端之间进行相对旋转。

73.根据权利要求72所述的自动化手，其中，所述离合器包括第一板和第二板，所述第一板由所述齿轮驱动，所述第一板具有波形表面，所述第二板具有波形表面，与所述第一板相对并且朝向所述第一板偏置，所述第一板使所述手指相对于所述手掌旋转。

74.根据权利要求73所述的自动化手，其中，所述波动部呈相互接合的坡道的形式。

75.根据权利要求74所述的自动化手，其中，每个板设有3个至8个坡道。

76.根据权利要求74或75所述的自动化手，其中，每个坡道具有朝着每个板的表面倾斜约55度的坡道面。

77.根据权利要求72至76中任一项所述的自动化手，其中，第一板和第二板设在所述齿轮的任一侧上。

78.根据权利要求73至77中任一项所述的自动化手，其中，所述第一板和所述第二板通过盘式弹簧偏置在一起。

79.根据权利要求72至73中任一项所述的自动化手，其中，所述离合器呈钢球离合器的形式。

80.根据权利要求72至79中任一项所述的自动化手，其中，所述离合器设在所述自动化手的指关节中。

81.根据权利要求72至80中任一项所述的自动化手，其中，所述致动器定位在所述自动化手的手掌内。

82.根据权利要求72至81中任一项所述的自动化手，其中，所述致动器驱动蜗轮，所述蜗轮驱动所述齿轮。

83.一种自动化手，所述自动化手包括：

a.手掌；

b.经由离合器连接至所述手掌的齿轮；以及

c.从所述手掌延伸出去的手指，所述手指包括致动器，所述致动器驱动与所述齿轮接合的齿轮装置以使得所述手指相对于所述手掌旋转；

d.其中，所述离合器是过载保护离合器，所述过载保护离合器具有双向过载保护，使得当由所述齿轮施加至所述离合器的所述旋转力超过限制时，所述离合器会允许所述手指与所述手掌之间相对旋转。

84.根据权利要求83所述的自动化手，其中，所述离合器包括第一板和第二板，所述第一板由所述齿轮驱动，所述第一板具有波形表面，所述第二板具有互补波形表面，与安装至所述手掌的所述第一板相对并且朝向所述第一板偏置。

85.根据权利要求84所述的自动化手，其中，所述波动部呈相互接合的坡道的形式。

86.根据权利要求84或85所述的自动化手，其中，第一板和第二板设在所述齿轮的任一侧上。

87.根据权利要求84至86中任一项所述的自动化手，其中，所述第一板和所述第二板通过盘式弹簧偏置在一起。

88.一种自动化手，所述自动化手包括：

a.手掌；

b.从所述手掌延伸出去的两个或者更多个手指；

c.一个或多个电机，所述一个或多个电机配置成使得至少一个所述手指移动；以及

d.至少一个离合器装置，所述至少一个离合器装置配置成与其中一个所述电机接合和脱离以驱动第一手指，所述离合器装置包括：

i.从动元件，所述从动元件配置成由所述电机使所述从动元件旋转，所述从动元件包括接触表面；

ii.夹固构件，所述夹固构件包括第一表面，所述第一表面构造成与所述从动元件的接触表面接合；以及

iii.压缩构件，所述压缩构件构造成使得所述夹固构件的第一表面压抵所述从动元件的接触表面，

其中，所述离合器装置还构造成与所述第一手指接合。

89.根据权利要求88所述的自动化手，其中，所述从动元件的接触表面包括一个或多个公接合构件，并且所述夹固构件包括一个或多个母接合构件，每个公接合构件构造成至少部分地容置在相应母接合构件中以使所述从动元件和所述夹固构件彼此接合。

90.根据权利要求89所述的自动化手，其中，所述一个或多个母接合构件中的每一个包括基本上为凹状的凹部。

91.根据权利要求90所述的自动化手，其中，所述一个或多个公接合构件中的每一个包括基本上为凸状的或者球形的突起。

92.根据权利要求91所述的自动化手，其中，所述从动元件的所述接触表面包括一个或多个孔口，其中，每个孔口包括封闭端并且构造成在所述接触表面处或者附近容置公接合构件，以便使得所述公接合构件从所述接触表面上突起，并且其中，所述压缩构件被保持在所述孔口中在所述公接合构件与所述孔口的所述封闭端之间。

93.根据权利要求92所述的自动化手，其中，所述压缩构件是保持压缩状态的弹簧。

94.根据权利要求92或93所述的自动化手，其中，所述公接合构件是球体。

95.根据权利要求88所述的自动化手，其中，所述从动元件的接触表面包括一个或多个母接合构件，并且所述夹固构件包括一个或多个公接合构件，每个公接合构件构造成至少部分地容置在相应母接合构件中以使所述从动元件和所述夹固构件彼此接合。

96.根据权利要求90所述的自动化手，其中，所述一个或多个母接合构件中的每一个包括基本上为凹状的凹部。

97.根据权利要求90所述的自动化手，其中，所述一个或多个公接合构件中的每一个包括基本上为凸状的或者球形的突起。

98.根据权利要求91所述的自动化手，其中，所述夹固构件的第一表面包括一个或多个孔口，其中，每个孔口包括封闭端并且构造成在所述第一表面处或者附近容置公接合构件，并且其中，所述压缩构件保持在所述孔口中在所述公接合构件与所述孔口的所述封闭端之间。

99.根据权利要求91所述的自动化手，其中，所述压缩构件是保持压缩状态的弹簧。

100.根据权利要求92所述的自动化手，其中，所述公接合构件是球体。

101.根据权利要求88所述的自动化手，其中，所述夹固构件包括第二表面，所述第二表面构造成与所述第一手指接合。

102.根据权利要求88所述的自动化手，其中，所述夹固构件包括第一元件和第二元件，所述第一元件包括所述夹固构件的第一表面，所述第二元件包括所述夹固构件的第二表面，并且其中，所述压缩构件包括位于所述第一表面与所述第二表面之间的弹簧垫圈。

103.根据权利要求102所述的自动化手，其中，一个或多个公接合构件从所述夹固构件的第一表面上突起并且构造成与设在所述从动元件的所述接触表面上的一个或多个母接合构件接合。

104.根据权利要求101、102或103所述的自动化手，其中，所述夹固构件的第二表面构造成与所述第一手指的主体接合，并且其中，所述第一手指的主体包括内表面，所述内表面包括容置元件，所述容置元件构造成将所述夹固构件的第二表面容置在其中。

105.根据权利要求104所述的自动化手，其中，所述容置元件包括孔口、凹部、或者区域，所述区域由与所述区域接壤的至少一个壁或者由多个突起臂限定。

106.根据权利要求88所述的自动化手，其中，所述从动元件的接触表面基本上是圆形的，其中，所述夹固构件包括主体，所述主体包括两个端部部分和基本上为凹状的内表面，基本上为凹状的内表面包括所述夹固构件的第一表面并且构造成基本上包围所述从动元件的接触表面的至少一半，并且其中，所述压缩构件构造成将所述夹固构件的至少一个端部部分压向另一端部部分以将所述夹固构件的第一表面夹固抵靠所述从动元件的接触表面。

107.根据权利要求88所述的自动化手，其中，所述从动元件的接触表面基本上是圆形的，其中，所述夹固构件包括基本上为环形的主体，基本上为环形的主体包括从环形的主体延伸出去的两个端部部分，并且其中，基本上为环形的主体包括内表面，所述内表面包括所述夹固构件的第一表面并且构造成基本上包围所述从动元件的接触表面，并且其中，所述压缩构件构造成将所述夹固构件的至少一个端部部分压向另一端部部分以将所述夹固构件的第一表面夹固抵靠所述从动元件的接触表面。

108.根据权利要求105所述的自动化手，其中，所述夹固构件构造成与所述第一手指的主体接合。

109.根据权利要求108所述的自动化手，其中，所述第一手指的主体的内表面包括容置元件，所述容置元件构造成将所述夹固构件的至少一部分容置在其中，并且其中，所述容置元件包括凹部，所述凹部成形为与所述夹固构件键接。

110.根据权利要求88所述的自动化手，其中，所述从动元件和所述夹固元件由共同心轴支撑，共同心轴穿过形成在所述从动元件和所述夹固元件中的心轴容置孔口。

111.一种自动化手，所述自动化手包括：

a.手掌；以及

b.从所述手掌延伸出去的两个或者更多个手指；

c.一个或多个致动器，所述一个或多个致动器配置成使得至少一个所述手指移动；以及

d.腕关节，所述腕关节构造成将所述手掌连接至臂构件；

e.其中，所述腕关节包括具有相对端部的心轴，所述相对端部与所述手掌接合以允许所述手掌围绕所述心轴旋转；以及

f.定位在所述手掌中的锁定机构，所述锁定机构构造成将所述手掌相对于臂构件锁定在固定位置处。

112.根据权利要求111所述的自动化手，其中，所述锁定机构包括所述手掌与所述臂构件之间的可锁定、可变长度联动装置。

113.根据权利要求112所述的自动化手，其中，所述可变长度联动装置包括连接至所述臂构件的杆和连接至所述手掌的锁，所述锁能够选择性地与所述杆接合以相对于所述锁来锁定所述杆。

114.根据权利要求113所述的自动化手，其中，所述杆沿着其长度具有一系列台阶。

115.根据权利要求111所述的自动化手，其中，所述锁定机构包括定位构件和锁，所述定位构件与所述心轴接合，所述锁构造成将所述手掌相对于所述定位构件锁定在固定位置处；其中，所述锁和所述定位构件的至少一部分位于所述手的手掌内。

116.根据权利要求111所述的自动化手，其中，所述锁定机构包括：心轴，所述心轴位于所述手的手掌内；定位构件，所述定位构件包括位于所述手掌内的锁定臂；以及锁定构件，所述锁定构件位于所述手掌内，其中，所述锁定构件构造成与所述定位构件接合以将所述手掌锁定在中间位置、卷曲位置、或者屈曲位置。

117.根据权利要求116所述的自动化手，其中，所述锁定臂包括多个开口，并且所述锁定构件包括锁定销，所述锁定销构造成容置在所述开口中的任一个内。

118.根据权利要求116所述的自动化手，其中，所述心轴由一对基本上可压缩的心轴底座支撑在所述手掌内。

119.根据权利要求115至118中任一项所述的自动化手，其中，所述腕关节进一步包括连接器，所述连接器构造成附接至所述定位构件以及附接至所述臂构件。

120.根据权利要求119所述的自动化手，其中，所述定位构件构造成相对于所述连接器旋转。

121.根据权利要求120所述的自动化手，其中，所述定位构件包括至少一个锁定指头，并且所述连接器包括一系列分度结节，所述分度结节构造成与(多个)所述锁定指头接合以相对于所述连接器将所述定位构件锁定就位；并且其中，所述至少一个锁定指头构造成在使所述定位构件相对于所述连接器旋转时与所述分度结节脱离。

122.根据权利要求119所述的自动化手，其中，所述腕关节进一步包括位于所述定位构件与所述连接器之间的水密密封件。

123.一种用于电气终端装置的腕关节，其中，所述腕关节构造成附接至所述电气终端装置和臂构件，并且其中，所述腕关节包括主体，所述主体包括第一端和第二端，所述第二端构造成面向所述臂构件并且包括孔口，所述孔口延伸到所述腕关节主体的基本上中空的区段中以允许用户的残肢的一部分延伸通过所述腕关节的至少一部分。

124.根据权利要求123所述的腕关节，其中，所述孔口在所述腕关节的第一端与第二端之间延伸。

125.根据权利要求123所述的腕关节，进一步包括心轴，所述心轴可旋转地附接至所述手掌以允许所述手掌相对于所述腕关节进行铰接。

126.根据权利要求123所述的腕关节，其中，所述腕关节构造成允许所述手相对于所述臂构件旋转。

127.根据权利要求123至126中任一项所述的腕关节，其中，所述电气终端装置包括受动力钩。

128.根据权利要求123至126中任一项所述的腕关节，其中，所述电气终端装置包括自动化手。

129.一种自动化手，所述自动化手包括：

a.手掌；

b.从所述手掌延伸出去的两个或者更多个手指；

c.一个或多个致动器，所述一个或多个致动器配置成使得至少一个所述手指移动；

d.显示器；以及

e.控制系统，所述控制系统连接至所述一个或多个致动器并且配置成接收：

i.来自用户的一个或多个EMG信号；以及

ii.来自定位在所述手上的用户界面的一个或多个电子信号；并且使得所述手指根据所接收到的(多个)信号而呈预定握持模式并且在所述显示器上显示所选择的握持模式。

130.根据权利要求129所述的自动化手，其中，所述显示器包括多个LED。

131.根据权利要求129所述的自动化手，其中，所述显示器包括字母数字显示器。

132.根据权利要求130至132中任一项所述的自动化手，其中，所述控制系统显示接收到的EMG信号的属性。

133.根据权利要求132所述的自动化手，其中，所述显示器指示所述控制系统接收到的EMG信号的强度。

134.根据权利要求129至133中任一项所述的自动化手，其中，所述手进一步包括指示所述控制系统已经接收到信号的一个或多个指示器。

135.根据权利要求129至134中任一项所述的自动化手，其中，所述手包括用户界面，所述用户界面包括一个或多个输入构件，用户能够通过所述一个或多个输入构件来使所述手呈预定握持模式。

136.根据权利要求135所述的自动化手，其中，所述一个或多个输入构件包括一个或多个按钮。

137.根据权利要求135所述的自动化手，其中，所述用户界面包括面板，所述面板包括一个或多个输入构件以及一个或多个视觉指示器。

138.一种自动化手，所述自动化手包括：

a.密封手掌区段，所述密封手掌区段在浸没在流体中时防水；

b.安装至所述手掌的两个或者更多个密封的指关节；

c.从相应密封的指关节延伸出去的两个或者更多个手指；以及

d.安装在所述密封的手掌区段内的一个或多个致动器，所述一个或多个致动器驱动所述密封的指关节以使所述手指移动。

139.根据权利要求138所述的自动化手，所述自动化手包括有弹力的掌骨支柱，有弹力的掌骨支柱与所述手掌形成密封连接并且其中具有安装在孔口内的所述致动器。

140.一种自动化手，所述自动化手包括：

a.手掌；

b.从所述手掌延伸出去的两个或者更多个手指；以及

c.一个或多个电机，所述一个或多个电机配置成使得至少一个所述手指移动；

d.其中，所述自动化手构造成在浸没在流体中时进行操作。

141.根据权利要求140所述的自动化手，其中，所述手包括腕关节，所述腕关节构造成将所述手掌附接至包括套筒的下臂构件，并且其中，所述腕关节构造成形成至所述套筒的水密附接。

142.根据权利要求140所述的自动化手，其中，所述腕关节包括心轴，所述手掌能够围绕所述心轴卷曲和屈曲以及/或者侧向地旋转。

143.根据权利要求140至142中任一项所述的自动化手，其中，所述腕关节构造成保持电气连接器，所述电气连接器将所述套筒中的电子装置与所述手掌中的电子装置和/或所述手的手指连接起来。

144.一种自动化手，所述自动化手包括：可浸没手掌，所述可浸没手掌包含控制电子装置和被包含在可浸没总成中的致动器；多个手指，所述多个手指从所述手掌延伸出去；以及固定至所述手的可移除板。

145.根据权利要求144所述的自动化手，其中，所述板被固定至所述手掌的下面部分。

146.根据权利要求144所述的自动化手，其中，所述板被固定至所述手掌的上面部分。

147.根据权利要求144所述的自动化手，其中，所述板被固定至手指的指尖。

148.根据权利要求144至147中任一项所述的自动化手，其中，所述板由刚性基部层和由更柔软的材料形成的表面层组成。

149.根据权利要求148所述的自动化手，其中，所述表面层具有在15与90之间的邵氏A硬度。

150.根据权利要求148所述的自动化手，其中，所述表面层具有在50与90之间的邵氏A硬度。

151.根据权利要求148所述的自动化手，其中，所述表面层具有约60的邵氏A硬度。