[发明专利]一种紧凑牢固的单自由度仿生关节及其制造方法

权利要求书

1.一种紧凑牢固的单自由度仿生关节，其特征在于：包括至少一个第一关节件(1)、一个第二关节件(2)、一个连接纤维(3)；所述第一关节(1)端部为凸曲面(11)，所述第二关节(2)端部为与所述凸曲面(11)相适配的凹曲面(21)；所述凸曲面(11)轴心开设有第一通孔(12)，所述凹曲面(21)边沿开设有第二通孔(22)，所述连接纤维(3)分别穿过所述第一通孔(12)和第二通孔(22)以实现所述第二关节件(2)绕所述凸曲面(11)轴心转动；两个关节驱动绳(6)分别连接在所述第二关节(2)两侧或所述第一关节(1)两侧。

2.根据权利要求1所述的一种紧凑牢固的单自由度仿生关节，其特征在于：所述连接纤维(3)由高拉伸模量抗张纤维、低拉伸模量弹性纤维中的一种或多种制成。

3.根据权利要求1所述的一种紧凑牢固的单自由度仿生关节，其特征在于：所述凸曲面(11)和凹曲面(21)表面采用覆膜、嵌件或涂覆润滑剂中的一种润滑处理。

4.根据权利要求1所述的一种紧凑牢固的单自由度仿生关节，其特征在于：所述凸曲面(11)中部在开设有与第二关节件(2)旋转面平行的沟(15)，所述凹曲面(22)中部开设与所述沟(15)相适配的脊(25)。

5.根据权利要求1所述的一种紧凑牢固的单自由度仿生关节，其特征在于：所述凸曲面(11)中部开设沟槽(16)，所述凹曲面(22)中部开设沟槽(26)，还包括两股交叉布置的连接线(34)；每股所述连接线(34)两端分别于沟槽(16)和沟槽(26)连接。

6.根据权利要求1所述的一种紧凑牢固的单自由度仿生关节，其特征在于：所述凸曲面(11)为圆柱面、椭圆柱面、抛物柱面、摆线柱面、渐开线柱面、鞍状面、椭球面和球面中的一种。

7.一种利用权利要求1-6任一项所述的紧凑牢固的单自由度仿生关节的制造方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1，先在第一关节件(1)和第二关节件(2)上打第一通孔(12)和第二通孔(22)，然后将所述连接纤维(3)穿过所述第一通孔(12)和第二通孔(22)，并将所述纤维(3)末端固定；

步骤2，再于所述第一关节件(1)和第二关节件(2)侧面分别嵌入限位纤维(4)，形成所述仿生关节。

8.根据权利要求7所述的一种紧凑牢固的单自由度仿生关节的制造方法，其特征在于：先在所述第一关节件(1)和第二关节件(2)上切槽，将所述连接纤维(3)穿过槽形成所述仿生关节，再将槽用填充料填满。

9.根据权利要求7所述的一种紧凑牢固的单自由度仿生关节的制造方法，其特征在于：首先加工所述第一关节件(1)和第二关节件(2)的凸曲面部分(11)和凹曲面部分(21)，将所述连接纤维(3)组装后，完成第一关节件(1)和第二关节件(2)剩余部分的连接，形成所述仿生关节。

10.根据权利要求7所述的一种紧凑牢固的单自由度仿生关节的制造方法，其特征在于：将所述连接纤维(3)制成预制件，再置于注塑机内与所述第一关节件(1)和第二关节件(2)材料注射成型，形成所述仿生关节。