[发明专利]仿生机械关节

权利要求书

1.一种用于在仿生机器人设备的支承部件之间产生可变扭矩的仿生机械关节，所述机械关节包括：

基部支承部件；

可转动地联接在所述基部支承部件上的转动支承部件；

可变半径滑轮，所述可变半径滑轮可操作地联接在所述基部支承部件与所述转动支承部件之间以便于所述转动支承部件围绕所述基部支承部件转动，所述滑轮包括：

具有周向外表面和枢转部位的槽轮体，所述外表面与所述枢转部位之间的径向距离可沿着所述外表面的长度变化；

形成在所述外表面中的至少一个腱索沟槽，所述腱索沟槽具有腱索承坐表面和侧壁；和

位于所述至少一个腱索沟槽内的腱索附接部位；

至少一个柔性腱索，所述至少一个柔性腱索联接在所述腱索附接部位上并具有第一和第二自由端部分，所述第一和第二自由端部分在所述腱索沟槽内沿相反的方向卷绕在所述滑轮周围；以及

至少一个对抗致动器副，所述至少一个对抗致动器副利用一对端部连接器联接在所述第一和第二自由端部分上，所述致动器副构造成沿任一方向绕着所述滑轮选择性地操作所述腱索并在所述基部支承部件与所述转动支承部件之间形成可变扭矩。

2.根据权利要求1的机械关节，其特征在于，该机械关节还包括切口，所述切口位于所述槽轮体的与所述腱索附接部位大致相对的侧壁中，所述切口构造成当所述滑轮转动至任一最远转动位置时接纳端部连接器。

3.根据权利要求1的机械关节，其特征在于，所述对抗致动器副的各个致动器被可枢转地支承以进行枢转运动并保持所述致动器的长轴线与位于所述腱索和所述滑轮之间的切向接触点之间的对齐。

4.根据权利要求1的机械关节，其特征在于，所述对抗致动器副的各个致动器选自由液压动力缸、气动动力缸、直线电动机和旋转电动机组成的组。

5.根据权利要求1的机械关节，其特征在于，所述滑轮的所述槽轮体为圆形并且所述枢转部位偏离所述圆形的中心。

6.根据权利要求1的机械关节，其特征在于，所述腱索附接部位还包括腱索附接块，所述腱索附接块插入形成在所述槽轮体的所述周向外表面中的横断槽内。

7.根据权利要求1的机械关节，其特征在于，第一和第二自由端部分中的每一者绕着端部连接器形成环圈并且所述自由端部分的梢端联接在所述腱索附接部位上。

8.根据权利要求1的机械关节，其特征在于，所述槽轮体相对于所述基部支承部件固定并且所述致动器副联接在所述转动支承部件上。

9.根据权利要求1的机械关节，其特征在于，所述对抗致动器副联接在所述基部支承部件上并且所述槽轮体相对于所述转动支承部件固定。

10.根据权利要求1的机械关节，其特征在于，所述基部支承部件包括所述仿生机器人设备的躯干。

11.根据权利要求1的机械关节，其特征在于，所述基部支承部件包括相邻的仿生机械关节的转动支承部件。

12.根据权利要求1的机械关节，其特征在于，所述仿生机器人设备为外骨骼。

13.一种用于在仿生机器人设备的支承部件之间产生可变扭矩的仿生机械关节，所述机械关节包括：

基部支承部件；

可转动地联接在所述基部支承部件上的转动支承部件；

可变半径滑轮，所述可变半径滑轮可操作地联接在所述基部支承部件与所述转动支承部件之间以便于所述转动支承部件围绕所述基部支承部件转动，所述可变半径滑轮包括：

具有周向外表面和枢转部位的槽轮体，所述外表面与所述枢转部位

之间的径向距离可沿着所述外表面的长度变化；

形成在所述外表面中的腱索沟槽；和

位于所述腱索沟槽内的至少一个腱索附接部位；

至少一个柔性腱索，所述至少一个柔性腱索联接在所述腱索附接部位上并具有自由端部分，所述自由端部分在所述腱索沟槽内卷绕在所述滑轮周围；以及

至少一个致动器，所述至少一个致动器联接在所述自由端部分上并且构造成绕着所述可变半径滑轮拉曳所述腱索以在所述基部支承部件与所述转动支承部件之间形成可变扭矩。