[发明专利]具有可切换旋转约束离合器的机械关节

权利要求书

1.一种机械关节，其包括：

小腿块；

轭组件；以及

离合器元件，其是所述轭组件的构件并且在所述机械关节被加重负重时机械地防止所述小腿块相对于所述轭组件在一个旋转方向上旋转，并且在所述机械关节被减轻负重时机械地允许所述小腿块相对于所述轭组件自由旋转，所述离合器元件具有：

中央圆柱形带，

第一线圈，其附接至所述中央圆柱形带的第一边缘并且远离所述中央圆柱形带盘旋，以及

第二线圈，其附接至所述中央圆柱形带的第二边缘并且远离所述中央圆柱形带在与所述第一线圈相反的方向上盘旋。

2.根据权利要求1所述的机械关节，其中所述轭组件进一步包括：

轭-心轴子组件，其包括具有第一心轴安装座和第二心轴安装座的轭；

第一心轴，其具有第一圆柱形轴，所述第一心轴安装至所述第一心轴安装座；

第二心轴，其具有第二圆柱形轴，所述第二心轴安装至所述第二心轴安装座，并且其中：

所述离合器元件的第一线圈可旋转地安装至所述第一心轴；

所述离合器元件的第二线圈可旋转地安装至所述第二心轴；并且

当所述机械关节被加重负重以防止所述小腿块相对于所述轭组件在所述一个旋转方向上旋转时，所述第一线圈和所述第二线圈分别向下夹持至所述第一心轴的所述第一圆柱形轴和所述第二心轴的所述第二圆柱形轴上。

3.根据权利要求2所述的机械关节，

其中所述轭包括所述第一心轴安装座和所述第二心轴安装座；

其中所述第一心轴包括与所述第一心轴安装座互补的安装构件，并且所述第二心轴包括与所述第二心轴安装座互补的安装构件；

其中，当所述第一心轴的所述安装构件配合至所述第一心轴安装座并且通过第一固定构件另外固定至所述第一心轴安装座时，所述第一心轴刚性地安装至所述轭；并且

其中，当所述第二心轴的所述安装构件配合至所述第二心轴安装座并且通过第二固定构件另外固定至所述第二心轴安装座时，所述第二心轴刚性地安装至所述轭。

4.根据权利要求2所述的机械关节，其中所述轭组件进一步包括：

第一圆柱形心轴套筒，其可旋转地安装至所述第一心轴的所述第一圆柱形轴，其中所述第一线圈位于所述第一圆柱形心轴套筒的内表面与所述第一圆柱形轴的表面之间，所述第一线圈的端部构件配合至所述第一圆柱形心轴套筒的互补构件；

第二圆柱形心轴套筒，其可旋转地安装至所述第二心轴的所述第二圆柱形轴，其中所述第二线圈位于所述第二圆柱形心轴套筒的内表面与所述第二圆柱形轴的表面之间，所述第二线圈的端部构件配合至所述第二圆柱形心轴套筒的互补构件；并且

其中，当所述机械关节被减轻负重时，所述第一圆柱形心轴套筒和所述第二圆柱形心轴套筒分别相对于所述第一心轴和所述第二心轴旋转，以分别向所述第一线圈和所述第二线圈施加扭转力，此导致所述第一线圈与所述第一心轴及所述第二线圈与所述第二心轴之间的相互作用松开，从而允许所述小腿块相对于所述轭组件自由旋转。

5.根据权利要求4所述的机械关节，

其中，当所述小腿块移动远离所述离合器元件时，将所述小腿块联接至所述第一圆柱形心轴套筒和所述第二圆柱形心轴套筒的联接构件提供旋转力至所述第一圆柱形心轴套筒和所述第二圆柱形心轴套筒；

其中所述第一线圈和所述第二线圈的所述端部构件是规则棱柱的横截面，所述横截面配合到所述第一圆柱形心轴套筒和第二圆柱形心轴套筒的所述互补构件中；

其中扭矩传输销弹簧安装至所述小腿块并且穿过所述中央圆柱形带中的孔；

其中所述轭组件进一步包括圆柱形凸轮，所述圆柱形凸轮包括部分轴孔，所述扭矩传输销在所述部分轴孔中滑动；

其中所述扭矩传输销将所述小腿块旋转地联接至所述离合器元件；并且

其中所述圆柱形凸轮固定至所述轭，使得随着所述扭矩传输销和小腿块相对于所述轭组件旋转，所述轴孔的深度变化。

6.根据权利要求1所述的机械关节，

其中所述小腿块刚性地附连至下部假腿；并且

其中所述轭组件刚性地附连至上部假腿。