本发明提供一种基于非圆齿轮控制的单自由度仿生机构,其包括十字形单元、丁字形单元和绳索驱动组件。第一丁字形单元中的第四连接杆和机架固连,第一丁字形单元中的第三安装孔和十字形单元中的第二安装孔连接,十字形单元中的第一安装孔和第二丁字形单元中的第三安装孔连接。第一绳索的第二端依次穿过第一丁字形单元的第三穿线孔和十字形单元的第一穿线孔与第二丁字形单元的第三穿线孔固连,第二绳索的第二端依次穿过第一丁字形单元的第四穿线孔和十字形单元的第二穿线孔与第二丁字形单元的第四穿线孔固连。本发明利用非圆齿轮非线性的控制,减小了电机的使用数目,同时降低了传统仿生机构因闭环控制所带来的复杂性与难操作性。