可穿戴系统的制作方法

1.本发明涉及一种用于将物体与使用者的身体部位附接的可穿戴系统，并且具体涉及一种磁性可穿戴装置。


背景技术：

2.残疾患者，特别是手和脚残疾的患者在正常的日常活动中会有困难。


技术实现要素：

3.鉴于前述背景技术，在某些实施例中，目的是提供一种在某些日常体力任务中辅助使用者的系统。
4.相应地，示例性实施例是一种用于促进物体与使用者的身体部位的附接的附接系统，该附接系统包括：(a)磁性固持器，该磁性固持器适于紧固到该物体；(b)紧固件，该紧固件用于固定到该使用者的身体部位；以及(c)磁性适配器，该磁性适配器与该紧固件可旋转地联接。当该固持器在使用中并与该物体附接、并且该紧固件与使用者的身体部位附接并靠近该固持器时，该固持器与该适配器之间的磁吸力使得该物体与该身体部位附接，并且该适配器与该紧固件之间的旋转允许该使用者舒适且有效地使用该物体。
5.根据另一实施方式，提供了一种用于将物体与手附接的附接系统，该附接系统包括：(a)固持器，该固持器适于紧固到该物体，该固持器包括：壳体，该壳体具有前端和后端，该壳体具有内表面；以及第一磁体，该第一磁体安装在该壳体上；(b)适配器，该适配器包括：框架，该框架具有用于与该壳体的内表面接合的联接表面；以及第二磁体，该第二磁体安装在该框架上；(c)紧固件，该紧固件用于固定到该手；以及(d)铰合部，该铰合部被配置成将该适配器与该紧固件连接，使得该适配器和该紧固件可旋转地联接。当该适配器靠近该固持器时，该物体通过该第一磁体与该第二磁体之间的磁力与该手附接，并且该适配器与该紧固件之间的旋转允许该手舒适且有效地使用该物体。
6.在某些示例性实施例中，安装在该壳体上的该第一磁体限定了第一平面。该第一磁体还具有垂直于该第一平面的第一磁力。安装在该框架上的该第二磁体限定了第二平面。该第二磁体还具有垂直于该第二平面的第二磁力。该固持器和该适配器的形状被设置为使得当该第一磁体和该第二磁体正确对准时，该固持器和该适配器能够可逆地彼此互锁，从而防止在使用期间由于该第一平面与该第二平面之间的滑动而导致的意外分离。
7.本文将描述其他示例性实施例。
8.在各种实施例中存在各种优点。例如，在某些实施例中，附接系统被设计成引导使用者的手指与用于使用者的手康复的机械手正确对准并与其附接。即使当使用者的手合拢时，该紧固件也可以系在他的手指上，并且当固持器和适配器接合在正确的位置时，通过该固持器与该适配器之间的磁吸力，使用者的手指可以容易地与机械手附接。固持器和适配器的互锁在使用期间确保了手指牢固地固定在机械手上。
9.在某些实施例中，通过沿正确的方向施加释放力，适配器的闩锁有助于轻松地将
手或身体部位与该物体分离。
10.在某些实施例中，该附接系统可以用于促进使用者的手与任何物体的附接，使得即使使用者不能用手进行正常的抓握来固持物体，使用者也可以有效且舒适地使用物体来执行日常任务。在某些其他实施例中，该附接系统可以用于促进使用者的身体部位与物体的附接，使得使用者可以更容易地与该物体附接或分离。在一些实施例中，没有该附接系统的帮助，使用者不能独立地与物体附接。在一些实施例中，物体是护膝，而使用者的身体部位是膝盖。
附图说明
11.图1a是根据示例实施例的附接系统的立体图。
12.图1b和图1c是如图1a所示的同一示例实施例的不同立体图。
13.图2a是当固持器和适配器彼此互锁时根据示例实施例的附接系统的立体图。
14.图2b和图2c是如图2a所示的同一示例实施例的不同立体图。
15.图3a示出了当固持器和适配器彼此互锁时从固持器的前端观察到的根据示例实施例的附接系统。
16.图3b示出了如图3a所示的附接系统的穿过轴线a-a的截面图以及每个圆圈部分的特写截面图。
17.图4a和图4b示出了根据示例实施例的用于促进机械手与手指的附接的附接系统。
18.图5a示出了根据示例实施例的与书写工具附接的附接系统。
19.图5b示出了根据与如图5a所示的同一示例实施例的附接系统的接纳器和固持器。
20.图5c示出了根据与如图5a所示的同一示例实施例的附接系统，该附接系统在使用期间用于促进书写工具与手指的附接。
具体实施方式
21.如本文和权利要求中所使用的，“包括”意指包含跟着的要素，但不排除其他要素。
22.如本文和权利要求中所使用的，“接合”是指任何类型的可逆机械连接，其中，协作部分彼此接合以限制这些部分的相对运动。
23.如本文和权利要求中所使用的，术语“弯曲”旨在包括在端部具有弯折角部的任何形状，例如v形、l形、u形或任何其他不规则形状。
24.如本文和权利要求中所使用的，术语“手”旨在包括手的任何部分，例如手指、手掌、手腕、手臂、手臂的残端等。
25.如本文和权利要求中所使用的，“工具”是指人可能需要固持在其手里或其他身体部位中的任何东西。工具的示例包括但不限于：厨房用具，比如杯子、碗、盘子和刀叉；餐具，比如勺子、叉子、筷子和刀等；文具，比如纸、记事本、尺子、书写工具(比如笔和铅笔)；包、钱包、电话或任何其他物体。
26.应当理解，如本文可能使用的比如“前”、“中间”、“后”、“侧”、“长度”、“宽度”、“内”、“外”、“内部”、“外部”等术语仅描述参考点，并且不将本发明限制于任何特定的定向或配置。进一步地，比如“第一”、“第二”、“第三”等术语仅标识如本文所披露的多个部分、部件和/或参考点中的一者，并且同样不将本发明限制于任何特定的配置或定向。
27.在一些实施例中，提供了一种用于促进物体与使用者的身体部位的附接的附接系统。该附接系统包括：(a)磁性固持器，该磁性固持器适于紧固到该物体；(b)紧固件，该紧固件用于固定到该使用者的身体部位；以及(c)磁性适配器，该磁性适配器与该紧固件可旋转地联接。当该固持器在使用中并与该物体附接、并且该紧固件与使用者的身体部位附接并靠近该固持器时，该固持器与该适配器之间的磁吸力使得该物体与该身体部位附接，并且该适配器与该紧固件之间的旋转允许该使用者舒适且有效地使用该物体。
28.在一些实施例中，使用者的身体部位可以是人或动物的身体的任何部位，例如手、手臂、腿部、颈部、腰部、膝盖、脚踝；或肢的趾部，比如手指或脚趾。在一些实施例中，使用者的身体部位包括身体的截肢部位。
29.在一些实施例中，附接系统还包括安装在物体上的接纳器，该接纳器适于连接固持器和物体。
30.在一些实施例中，物体可以是机械手，并且固持器可以直接或间接地紧固到机械手，例如适于与安装在机械手的手指组件上的接纳器连接。
31.在一些实施例中，物体可以是工具，并且固持器可以直接与适于固持工具的接纳器附接，例如通过使用粘合剂、胶水或通过其他机械手段。
32.在一些实施例中，物体是护膝，而使用者的身体部位是膝盖。
33.在一些实施例中，固持器具有第一磁体，并且适配器具有第二磁体。第一磁体限定了第一平面，并且还具有垂直于第一平面的第一磁力。第二磁体限定了第二平面，并且还具有垂直于第二平面的第二磁力。当第一磁体和第二磁体正确对准时，适配器和固持器可以可逆地彼此互锁，并且防止在使用期间由于第一平面与第二平面之间的滑动而导致的意外分离。在一些实施例中，固持器和适配器包含接合结构，这些接合结构具有互补的形状，从而在固持器和适配器彼此接合并且互锁时促进正确对准并且防止滑动移动。
34.在一些实施例中，固持器包括用于接合适配器的内表面和从内表面向外突出的突起，并且适配器包括被配置成接纳突起的凹部。固持器具有前端和后端，该前端和后端沿着纵向轴线对齐。突起在内表面上沿垂直于纵向轴线的横向轴线延伸、并且被定位在固持器的后端附近，并且凹部具有与突起互补的形状。当固持器和适配器彼此互锁时，防止了沿着纵向轴线的滑动移动。在一些实施例中，突起可以是突缘。
35.在一些实施例中，固持器具有形成在内表面上的空腔，并且适配器具有从适配器向外延伸的突出部，该突出部被配置成与空腔配合。在一些实施例中，空腔被定位在固持器的后端附近。空腔可以是孔、开口或凹口。
36.在一些实施例中，固持器在前端处包括从内表面向外延伸的至少一个接合臂。每个接合臂在其远端处包括朝向内表面弯折的弯曲区段。适配器在其端部处包括被配置成与该至少一个接合臂配合的至少一个接合边缘，并且该接合边缘的形状被设置为匹配该接合臂的弯曲区段。
37.在一些实施例中，附接系统具有铰合部，该铰合部被配置成将适配器与紧固件连接，以允许适配器与紧固件之间的旋转移动。在一些实施例中，适配器还包括至少一个闩锁，该至少一个闩锁被配置成在接收到释放力时促进适配器与固持器的分离。
38.本领域技术人员应当理解，接合结构(比如突起、突缘、凹部、凹口、槽缝、孔、凹槽、空腔、突出部、肋)可以具有各种形状和大小。例如，突缘可以向外突出而凹部可以向内缩
进，但反过来也可以成立。只要这两个部分被适配成使得它们可以彼此配合或匹配，它们就被包括在该实施方式的范围内。为了清楚起见，当两个部分彼此“配合”或“匹配”时，这两个部分以固定位置的方式连接。
39.在以下描述中，采用相同的标号来说明不同附图的相同部件。
40.现在参考图1a、图1b和图1c，它们示出了根据示例实施例的附接系统100。附接系统100包括固持器110、适配器120、紧固件130和铰合部140。在一些实施例中，固持器110也被称为磁性固持器，并且适配器120也被称为磁性适配器。
41.固持器110包括壳体1120，该壳体具有前端1123、与前端1123相对的后端1124、内表面1121、与内表面1121相对的外表面1122以及两个固持器侧壁1125和1129，它们一起在其中限定了中空内部空间。内表面1121的长度限定了固持器纵向轴线1127(在图1a中示出为虚线1127)，并且前端1123和后端1124沿着固持器纵向轴线1127对齐。内表面1121的宽度限定了内表面1121上垂直于固持器纵向轴线1127的固持器横向轴线1128(在图1a中示出为虚线1128)。
42.固持器110包含安装在壳体1120上的第一磁体1170。在该实施例中，第一磁体1170为矩形形状。第一磁体腔室1126(如图1b所示)设置在壳体1120的中空内部空间中，以容置第一磁体1170。第一磁体腔室1126被配置成矩形块的形状，以容纳第一磁体1170使得其牢固地装配在壳体1120内部。第一磁体腔室1126还将中空内部空间分成三个区段，即，靠近前端1123的前中空区段1112、作为第一磁体腔室1126的中间中空区段、以及靠近后端1124的后中空区段1114。每个中空区段在外表面1122上具有开口端。腔室的大小和形状仅用于说明，并且可以是任何形状和尺寸。
43.安装在壳体1120上的第一磁体1170限定了第一平面。第一磁体1170还具有垂直于第一平面的第一磁力。在该实施例中，内表面1121和外表面1122平行于第一平面。
44.在该实施例中，固持器110还包含从内表面1121向外且垂直突出的突起1130。突起1130被定位在壳体1120的后端1124附近。在该实施例中，突起1130是平行于固持器横向轴线1128跨内表面1121的宽度延伸的突缘。
45.固持器110具有形成在内表面1121上的空腔1140。空腔1140可以是孔、凹口、凹槽或凹穴。空腔1140被定位在壳体1120的后端1124附近。空腔1140与突起1130并列布置，并且被定位成比突起1130更靠近后端1124。在该实施例中，空腔1140是孔，该孔配置成延伸穿过内表面1121的倒锥台的形状，使得其基部在内表面1121上形成较大的开口，并且与基部相对的另一端部形成与后中空区段1114连接的较小开口。在一些其他实施例中，空腔1140可以根据使用者的偏好配置成其他形状和大小，比如正方形形状、矩形形状、三角形形状、椭圆形形状、半椭圆形形状以及其他多边形形状和非多边形形状。
46.在该实施例中，固持器110还包括两个接合臂1151和1152，这两个接合臂被定位在前端1123处并且从内表面1121向外延伸。两个接合臂1151和1152在形状上是相同的，并且被配置成钩的形状。每个接合臂具有远离内表面1121的远端，并且包括在远端处朝向内表面1121弯折的弯曲区段。在该实施例中，接合臂1151和1152分别包括弯曲区段1153和1154。每个弯曲区段大致上为v形，该弯曲区段的两个内侧表面弯折并且在朝向前端1123的方向上连接在一起。接合臂之间限定了间隙1155。间隙1155的大小被确定成允许铰合部140在该间隙内可旋转地移动(稍后详细描述)。
47.固持器110适于紧固到物体(未示出)。在该实施例中，固持器110具有分别从固持器侧壁1125和1129沿着固持器横向轴线1128向外突出的两个侧肋1160和1162。侧肋被定位在固持器侧壁的与外表面1122邻接的边缘处，并且沿着固持架侧壁的整个长度延伸。侧肋1160和1162用作用于促进将固持器110附接到或紧固到物体(未示出)的装置。在一些实施例中，固持器110不具有侧肋，并且固持器110可以通过使用粘合剂、胶水或其他机械紧固布置而直接或间接地与物体连接，例如通过在固持器110中引入附加形状，这些附加形状可以与被设计为与固持器110附接的物体中的互补形状相配合。
48.适配器120包括框架1220。框架1220具有接合端部1223、与接合端部1223相对的分离端部1224、联接表面1221、与联接表面1221相对的大致平坦的适配器接触表面1222(如图2c所示)、以及两个适配器侧壁1225和1229，它们一起在其中限定了中空室。联接表面1221的长度限定了适配器纵向轴线1227(在图1b中示出为虚线1227)，并且接合端部1223和分离端部1224沿着适配器纵向轴线1227对齐。联接表面1221的宽度限定了联接表面1221上垂直于适配器纵向轴线1227的适配器横向轴线1228(在图1b中示出为虚线1228)。提供联接表面1221用于与壳体1120的内表面1121接合。
49.适配器120包含安装在框架1220上的第二磁体1270。在该实施例中，第二磁体1270为矩形形状，其宽度和长度的尺寸与第一磁体1170相同。第二磁体腔室1226(如图1b所示)设置在框架1220的中空室中，以容置第二磁体1270。第二磁体腔室1226被配置成矩形块的形状，以容纳第二磁体1270使得其牢固地装配在框架1220内部。第二磁体腔室1226还将中空室分成三个区段，即，靠近接合端部1223的第一中空隔室1212、作为第二磁体腔室1226的第二中空隔室、以及靠近分离端部1224的第三中空隔室1214。每个中空隔室在联接表面1221上具有开口端。如同固持器110的配置一样，以上描述的这些隔室的形状仅用于说明，并且适配器的实际形状可以根据使用者的需要来设计。
50.安装在框架1220上的第二磁体1270限定了第二平面。第二磁体1270还具有垂直于第二平面的第二磁力。在该实施例中，联接表面1221和适配器接触表面平行于第二平面。
51.在该实施例中，适配器120还包含凹部1230，该凹部被配置和成形为当固持器110和适配器120正确对准时接纳固持器110的突起1130。凹部1230被定位在分离端部1224附近，对应于当固持器110和适配器120彼此互锁时固持器110的突起1130的位置。在该实施例中，凹部1230由分别形成在相对的适配器侧壁1225和1229上的两个凹口或槽缝1230a和1230b来限定。凹口1230a和1230b沿着适配器横向轴线1228对齐、并且从联接表面1221垂直地朝向相对的适配器接触表面延伸，使得当固持器110和适配器120接合并且正确对准时，突起1130可以适合地插入凹部1230中。
52.适配器120具有突出部1240，该突出部被定位在框架1220的分离端部1224附近、并且被配置成当固持器110和适配器120彼此互锁时与空腔1140配合。在该实施例中，突出部1240从适配器接触表面1222的内侧垂直地朝向联接表面1221的方向延伸。突出部1240通过第三中空隔室1214从联接表面1221的开口端突出。在一些其他实施例中，突出部1240从联接表面1221向外延伸。突出部1240包括端头1242，该端头具有大致符合对应的空腔1140的形状和大小，使得当固持器110和适配器120接合时突出部1240可以适合地插入空腔1140中，以促进正确对准。
53.适配器120还包括两个接合边缘1251和1252，该两个接合边缘被定位在接合端部
1223处并且被配置成当固持器110和适配器120使用时分别与接合臂1151和1152配合。在该实施例中，两个接合边缘1251和1252都被配置成脊的形状。每个脊大致上为v形，该脊的两个外侧表面弯折并且在接合端部1223处连接在一起。v形脊被配置成与每个接合臂的v形弯曲区段相匹配。凹槽1255设置在两个接合边缘1251和1252之间的接合端部1223处，以接纳铰合部140并且允许铰合部140在凹槽1255内可旋转地移动(稍后描述)。
54.在该实施例中，适配器120具有被定位在框架1220的分离端部1224附近的两个闩锁1260(如图1a所示)和1262(如图1c所示)。闩锁1260和1262分别从适配器侧壁1225和1229沿着适配器横向轴线1228向外突出。这些闩锁设置在这些侧壁的与适配器接触表面1222(如图2c所示)邻接的边缘处。在一些其他实施例中，适配器120可以在框架1220的两侧各仅定位一个闩锁。这些闩锁被配置成当在接收到释放力时促进彼此互锁的适配器120与固持器110的分离。
55.紧固件130设置在附接系统100中，用于固定到使用者的身体部位。在一些实施例中，紧固件130可以是吊带、绑带(strap)、环、条带、或皮带。在该实施例中，紧固件130是被配置成环绕使用者的手指(如图4b和图5c所示)的手指绑带。手指绑带具有第一绑带端部1310和与第一绑带端部相对的第二绑带端部1320(如图1a所示)。绑带接触平台1332设置在手指绑带的第一绑带端部1310与第二绑带端部1320之间的中部。紧固件130包括被定位在第一绑带端部1310处的两个绑带销1311和1312。每个绑带销的形状大致上被设置为矩形杆，在该杆的中部设置有凹口。紧固件130还包括七个绑带孔1321，这七个绑带孔从第二绑带端部1320朝向绑带接触平台1332的方向彼此平行布置。每个绑带孔1321被配置成矩形杆的形状，以接纳绑带销1311或1312，使得绑带销可以被牢固地插入绑带孔中，从而形成紧固件130的环形结构以环绕手指。环形紧固件130的径向大小可以是通过将绑带销1311和1312装配到不同的绑带孔1321中而可调节的，以适合不同使用者的各种手指大小。
56.附接系统100的铰合部140被配置成将适配器120与紧固件130连接，使得适配器120和紧固件130可旋转地联接。现在参考图1c，铰合部140包括长形且弯曲的铰合部本体1410，该铰合部本体具有可旋转端部1412和相对的固定端部1414，该可旋转端部与适配器120的接合端部1223连接，该固定端部与紧固件130的绑带接触平台1332连接。提供沿着适配器横向轴线1228(如图1b所示)延伸的铰合部轴(未示出)，以将铰合部本体1410的可旋转端部1412与框架1220的接合端部1223连接。设置了穿过框架1220的靠近接合端部1223的侧表面形成的一对铰合部轴孔1422，以允许铰合部轴插入框架1220中并且沿着适配器横向轴线1228穿过铰合部本体1410的可旋转端部1412。铰合部轴限定了平行于适配器横向轴线1228的旋转轴线，使得铰合部本体1410和与铰合部本体1410连接的紧固件130能够围绕该旋转轴线旋转。接合端部1223处的凹槽1255提供了用于接纳铰合部140的空间，使得铰合部140可以在凹槽1255内围绕旋转轴线可旋转地移动。在一些其他实施例中，铰合部140可以是被配置成连接适配器120和紧固件130的接头或枢轴，以实现不同方式的旋转移动。
57.为了便于描述，具有相同附图标记的所有后续附图是指相同的部分，并且在针对每个附图的描述中将不再重复。
58.图2a、图2b和图2c示出了在使用期间当固持器110和适配器120彼此接合并且互锁时的附接系统100。第一磁力与第二磁力之间的磁吸力允许第一磁体1170和第二磁体(未示出)以正确对准的方式磁性地附接，并且防止第一平面与第二平面之间的滑动移动。当第一
磁体和第二磁体正确对准时，固持器110和适配器120的形状被设置为使得它们可以彼此可逆地互锁，并且固持器110的内表面(未示出)和适配器120的联接表面(未示出)适于面对彼此。
59.如图2a至图2c所示，固持器110的突起1130被配置成当固持器110和适配器120接合并且正确对准时与适配器120的凹部1230适合地配合。当固持器110和适配器120没有正确对准时，突起1130和凹部1230还可以阻止固持器110与适配器120磁性地附接。当固持器110和适配器120彼此互锁时，突起1130和凹部1230之间的配合防止沿着固持器纵向轴线1127的滑动移动。
60.如图2a所示，适配器120的突出部1240被配置成当固持器110和适配器120接合并且正确对准时适合地插入固持器110的空腔1140中。突出部1240的端头穿过形成空腔1140的孔，从而当固持器110和适配器120彼此互锁时固定固持器110与适配器120的相对位置，并且防止沿着固持器纵向轴线1127和固持器横向轴线1128的滑动移动。当固持器110和适配器120没有正确对准时，突出部1240和空腔1140还可以阻止固持器110与适配器120磁性地附接，使得适配器120仅能在一个可能的位置与固持器110接合和互锁。
61.适配器120的接合边缘1251和1252被配置成当固持器110和适配器120接合并且正确对准时分别与接合臂1151和1152的弯曲区段1153和1154配合。如上所述并且如图2a至图2c所示，每个接合边缘是被配置成与每个接合臂的v形弯曲区段匹配的v形脊。这些接合边缘与这些接合臂之间的配合引导适配器120相对于固持器110的正确定位，防止沿着固持器纵向轴线1127的滑动移动，并且当固持器110和适配器120正确对准时还防止适配器120在垂直于第一平面和第二平面的方向上与固持器110意外分离。
62.如前所述，适配器120和紧固件130经由铰合部140彼此连接。铰合部140允许围绕平行于适配器横向轴线(未示出)的旋转轴线的单轴旋转移动，使得紧固件130可以相对于适配器120从0度到180度或更大的角度闭合/打开。在一些实施例中，紧固件130可以相对于适配器120从0度到90度闭合/打开。图2b示出了处于闭合状态的适配器120和紧固件130，在该闭合状态中，绑带接触平台1332与适配器120接触。图2c示出了处于打开状态的适配器120和紧固件130，在该打开状态中，绑带接触平台1332相对于适配器120打开一定角度，并且适配器接触表面1222不与绑带接触表面1330接触。当固持器110和适配器120在使用期间彼此互锁时，两个接合臂1151和1152之间的间隙1155提供了用于接纳铰合部本体1412的空间，并且允许铰合部140围绕旋转轴线在朝向固持器110的前端1123的方向上旋转移动，从而使得能够将适配器120和紧固件130从闭合状态切换到打开状态。
63.如图2c所示，绑带接触平台1332是具有平坦绑带接触表面1330的大致矩形外壳，当适配器120和紧固件130彼此接触时，该平坦绑带接触表面面向适配器接触表面1222。绑带接触平台1332包含容置在外壳中的金属板1334。在该实施例中，金属板1334为矩形形状。当金属板1334和安装在框架1220上的第二磁体1270(如图1b所示)彼此靠近时，在它们之间存在轻微的磁力，使得当紧固件130未使用时(例如，当紧固件130没有系在使用者的身体部位时)，绑带接触平台1332将被磁性地附接到适配器120，从而将适配器120和紧固件130保持在闭合状态中，并且防止铰合部140的意外旋转移动。
64.定位在框架1220的分离端部1224附近的闩锁1260和1262被配置成当在接收到释放力时促进彼此互锁的适配器120与固持器110的分离。在背离固持器110并且垂直于第一
平面和第二平面的方向上将释放力施加到这些闩锁。在一些实施例中，释放力是将适配器120与固持器110分离的唯一方式，因为在该维度没有指定的约束。在一些其他实施例中，固持器110可以不包含闩锁，并且释放力可以在背离固持器110的方向上直接施加到分离端部1224，以将适配器120与固持器110分离。
65.图3a示出了当固持器110和适配器120在使用期间正确对准并且彼此互锁时从固持器110的前端1123观察的附接系统100。图3b示出了如图3a所示的附接系统100的穿过轴线a-a的截面图。图3b还示出了附接系统100的四个圆圈部分310、320、330和340的特写视图。圆圈部分310示出了固持器110的接合臂1151与适配器120的接合边缘1251之间的配合。圆圈部分320示出了彼此磁性地吸引的第一磁体1170和第二磁体1270的联接。圆圈部分330示出了固持器110的突起1130与适配器120的凹部1230之间的配合。圆圈部分340示出了固持器110的空腔1140与适配器120的突出部1240之间的配合。这四个圆圈部分演示了附接系统中的接合结构，当适配器和固持器正确对准时，这些接合结构被指定为限制适配器120相对于固持器110的移动，并且防止在使用期间适配器120由于除释放力之外的外力而与固持器110意外分离。
66.图4a示出了根据示例实施例的附接系统的与机械手410的手指组件411连接的固持器110。在该实施例中，该附接系统还包括安装在机械手410的手指组件411上的接纳器420。接纳器420被配置成接纳固持器110并且将固持器110与机械手410连接。
67.图4b示出了图4a的圆圈部分412的特写视图。接纳器420具有长形本体4210，该长形本体的形状被设置为容纳固持器110。在该实施例中，长形本体4210大致上是矩形形状。长形本体4210具有正面4211、与正面相对的背面(未示出)、开口端4212、与开口端4212相对的封闭端4213、以及两个侧面4214和4215，它们一起在其中限定了用于容纳固持器110的空间。正面4211大致上是未覆盖的，使得当固持器110被放置在长形本体4210中时，固持器110的内表面1121面向正面4211的方向，并且暴露于接纳器420的外部。一对可滑动导轨4220设置在侧面4214和4215的彼此相对的内部部分。在图4b中，仅示出了在侧面4215的内部部分上的一个导轨4220，但是应当理解，在侧面4214的内部部分的相对侧存在另一个导轨。这对导轨4220适于通过将固持器110的侧肋(在该图中未示出，但是在图2c中示出)经由开口端4212插入到这对导轨4220来可滑动地接纳固持器110，使得固持器110将滑入接纳器420中并且固定到机械手412。在使用期间，固持器110可以沿着这对导轨4220的长度滑动，以适应不同使用者的不同手指长度。螺旋锁(screw lock)4230设置在长形本体4210的开口端4212处，以将接纳器420牢固地安装到机械手412的手指组件411，并且一旦将固持器110放置在长形本体中时防止固持器经由开口端4212从长形本体4210滑出。
68.图4b还示出了适配器120以及系在使用者的手指430上的环形紧固件130。在该实施例中，紧固件130是手指绑带，该手指绑带的径向大小可以是通过将绑带销(未示出)装配到不同的绑带孔1321中而可调节的，以适合不同使用者的各种手指大小，如前所述。
69.在一些实施例中，机械手410可以用作用于使用者的手康复的动力辅助装置。手指组件411可以是手指外骨骼，该手指外骨骼被致动用于屈曲和伸展使用者的手指以进行不同类型的训练练习。
70.在一些实施例中，机械手410可以具有五个手指组件，并且每个手指组件安装有被配置成接纳固持器110的接纳器。使用者的每个手指均利用紧固件130紧固，使得每个手指
可以通过适配器120与固持器110之间的相互作用与机械手410的对应手指组件附接。
71.现在转到以上通过参考图4b以及图1a、图1b和图1c描述的附接系统的操作。在使用期间，紧固件130首先系在使用者的手指430上。然后，使用者可以将手指430朝向固定在接纳器420中的固持器110移动，并且将适配器120的接合边缘1251和1252分别插入接合臂1151和1152的弯曲区段中。接合边缘和接合臂的配合引导适配器120靠近固持器110，并且第一磁体1170与第二磁体1270之间的磁力将使得适配器120磁性地附接到固持器110。适配器120的联接表面1221将与固持器110的内表面1121接合。如前所述，当固持器110和适配器120没有正确对准时，突起1130、凹部1230、突出部1240和空腔1140将物理上阻止适配器120和固持器110彼此磁性地附接，并且因此消除了适配器120和固持器110在不期望的定向或位置接合的可能性。适配器120可以卡扣就位的唯一方式是固持器110和适配器120完全对准使得该固持器和该适配器可以彼此可逆地互锁。当适配器120和固持器110正确对准时，突起1130与凹部1230之间的配合、突出部1240与空腔1140之间的配合、接合边缘与接合臂之间的配合、以及第一磁体1170与第二磁体1270之间的磁吸力将防止该适配器相对于该固持器的滑动移动，并且防止在使用期间适配器120因外力而与固持器110意外分离。互锁固持器110和适配器120的接合和互锁促进机械手410与使用者的手指430的附接。当手指430与机械手410附接时，由铰合部140促进的适配器120与紧固件130之间的旋转移动使手指动作变容易，并且允许机械手410舒适且有效地引起手指的内收/外展运动。
72.当使用者旨在将手指430与机械手410分离时，该使用者可以在背离固持器110的方向上在适配器120的闩锁之一1260或1262上施加释放力，以将适配器120与固持器110分离。这将允许手指430背离固持器110向外旋转，并且允许适配器120从固持器110的接合臂的弯曲区段移出。
73.以上实施例对于使用手指有困难的患者特别有用，尤其是手指深度地屈曲成拳头而无法自己伸展手指的患者(例如，中风患者)。
74.图5a、图5b和图5c示出了根据另一个示例实施例的附接系统，该附接系统促进书写工具510与使用者的手指530的附接。在该实施例中，书写工具510是笔。设置了接纳器520以将固持器110与书写工具510连接。在该实施例中，接纳器520是适于固持书写工具510的圆柱形管。接纳器520包括设置在其外表面上的盘形枢轴540。固持器110包括定位在壳体1120的前端1123附近的孔550。枢轴540被配置成与孔550配合，以将固持器110与接纳器520连接。枢轴540还限定了垂直于壳体112的内表面1121的平面的枢轴轴线542，使得与接纳器520连接的固持器110能够围绕枢轴轴线542旋转。
75.在另一个实施例中，通过将固持器110的外表面粘附到接纳器520，固持器110直接附接到接纳器520。接纳器520沿着固持器110的固持器横向轴线对齐。
76.在使用期间，书写工具510首先被插入并且固定在接纳器520中。紧固件130系在使用者的手指530上。在如图5c所示的该实施例中，紧固件130系在使用者的食指上。然后，使用者可以将手指530朝向固持器110移动并且以正确对准的方式将适配器120与固持器110接合。固持器110和适配器120的接合和互锁促进了书写工具510与使用者的手指530的附接，使得即使使用者不能进行正常的抓握，使用者也可以使用书写工具510来执行书写任务。固持器110围绕枢轴轴线542的旋转移动允许使用者调节书写工具510相对于手指位置的定向，以使得能够舒适且有效地使用书写工具510，或者使得该书写工具能够适合不同的
书写姿势。
77.在一些其他实施例中，固持器110的外表面1122的形状也可以被设置为圆柱体，使得固持器110本身可以直接附接到笔。固持器110的外表面1122的形状也可以被设置为任何其他形状，以与被设计为附接到身体的其他物体相互作用。
78.因此全面地描述了本发明的示例性实施例。尽管该描述涉及具体实施例，但是本领域技术人员将清楚，本发明可以利用这些具体细节的变型来实践。因此，本发明不应被解释为限于本文所阐述的实施例。