CN117506999B - 扭矩传递组件、头部机构及机器人 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种扭矩传递组件、头部机构及机器人，扭矩传递组件包括旋转输出轴、传动轴、转动件和轴向限位结构，所述旋转输出轴能够输出旋转运动，所述旋转输出轴和所述传动轴的结合处设置有用于使所述传动轴随旋转输出轴转动的第一周向限位结构，所述转动件的一端与所述传动轴的结合处设置有使所述转动件随所述传动轴转动的第二周向限位结构，所述轴向限位结构用于使所述旋转输出轴、所述传动轴、所述转动件的轴向位置相对固定。通过将轴向限位结构和周向限位结构分离设置，可以缩小限位结构所占用的空间，尽可能地不增加扭矩传递组件在传动轴的轴向方向的尺寸，能够在狭小的空间内传递扭矩，适用于机器人的头部机构中。

Description

扭矩传递组件、头部机构及机器人

技术领域

本发明属于智能机械技术领域，更具体地说，是涉及一种扭矩传递组件、头部机构及机器人。

背景技术

部分机器人如双足机器人等，由于其类人的外观特征，可以协助或代替人类完成各种作业，具有广泛的应用前景。国内外学者针对双足机器人开展了相关研究，并推出了一系列的双足机器人。然而，双足机器人对于整机的重量，零部件堆叠空间要求极为严格，其中头部空间结构设计与脖颈结构设计装配尤为重要。目前部分双足机器人的头部采用头部无驱动的固定方式，机器人视觉导航将会形成很大的盲区，机器人导航行走受限，影响机器人本身的运动性能。另一部分双足机器人的电机驱动与轴体之间多采用法兰式螺钉连接的方式传递力矩，其占用空间体积大，如果应用在小体积机器人的头部，将会显得十分臃肿。

发明内容

本发明实施例的目的在于提供一种扭矩传递组件、头部机构及机器人，以解决现有技术中存在的通过法兰和螺钉的连接方式传递扭矩导致的占用空间较大的技术问题。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：提供一种扭矩传递组件，包括旋转输出轴、传动轴、转动件和轴向限位结构，所述旋转输出轴能够输出旋转运动，所述旋转输出轴和所述传动轴的结合处设置有用于使所述传动轴随旋转输出轴转动的第一周向限位结构，所述转动件的一端与所述传动轴的结合处设置有使所述转动件随所述传动轴转动的第二周向限位结构，所述轴向限位结构用于使所述旋转输出轴、所述传动轴、所述转动件的轴向位置相对固定。

上述方案中，扭矩传递组件包括旋转输出轴、传动轴、转动件和轴向限位结构，通过第一周向限位结构使旋转输出轴和传动轴同步转动，通过第二周向限位结构使传动轴带动转动件转动，并通过轴向限位结构对旋转输出轴、传动轴、转动件进行轴向限位。将轴向限位结构和周向限位结构分离设置，可以缩小限位结构所占用的空间，尽可能地不增加扭矩传递组件在传动轴的轴向方向的尺寸，能够在狭小的空间内传递扭矩，适用于机器人的头部机构中。

可选地，所述传动轴包括周向相对固定的轴本体和过渡轴，所述转动件的一端连接于所述轴本体，所述轴本体和所述旋转输出轴通过所述过渡轴连接，所述过渡轴和所述旋转输出轴的结合处设置有所述第一周向限位结构。

上述方案中，过渡轴和旋转输出轴的结合处设置有第一周向限位结构。由于传动轴上需要设置部分第一周向限位结构和部分第二周向限位结构，还可能设置轴肩等限位结构。因此，传动轴的结构相对比较复杂，通过将传动轴设置为轴本体和过渡轴，可以使得传动轴的加工较为简单，降低传动轴的生产成本。

可选地，所述第一周向限位结构包括周向固定连接的第一限位部和第二限位部，所述第一限位部设置于所述旋转输出轴，所述第二限位部设置于所述过渡轴，所述第一限位部和所述第二限位部中的一个为外花键，另一个为内花键。

上述方案中，第一限位部和第二限位部中的一个为外花键，另一个为内花键，外花键伸入至内花键的内部，形成周向限位配合。外花键周向设置在外周壁上，内花键设置在孔的内周壁上。第一周向限位结构包括外花键和内花键，外花键和内花键相互配合时，其连接可靠，能够承受较大的扭矩，且装拆很方便。

可选地，所述轴本体和所述过渡轴之间设置有第三周向限位结构，所述第三周向限位结构包括第三限位部和第四限位部，所述第三限位部设置于所述过渡轴，所述第四限位部设置于所述轴本体，所述第三限位部和所述第四限位部中的一个为传动孔，另一个为传动柱，所述传动柱伸入所述传动孔中，使所述第三限位部能够推动所述第四限位部转动。

上述方案中，通过第三限位部和第四限位部的周向限位配合可以使轴本体和过渡轴周向固定连接。第三限位部和第四限位部中的一个为传动孔，另一个为传动柱，传动孔和传动柱均具有至少一个非圆弧面，使得传动孔的内周壁能够推动传动柱转动，或者，传动柱的外周壁能够推动传动孔转动。传动孔和传动柱，其传动结构比较简单，加工的步骤也较为简单，生产成本较低，可以降低传动轴的生产成本。

可选地，所述传动孔为多边形孔，所述传动柱为多边形柱。例如，传动孔为四边形孔，传动柱为四边形柱。或者，传动孔为五边形孔，传动柱为五边形柱。或者，传动孔为六边形孔，传动柱为六边形柱。

可选地，所述第二周向限位结构包括第五限位部和第六限位部，所述第五限位部设置于所述传动轴，所述第六限位部设置于所述转动件，所述第五限位部为传动柱，所述第六限位部为传动孔，所述传动孔的内周壁能够推动所述传动柱转动。

上述方案中，通过第五限位部和第六限位部的周向限位配合可以使传动轴和转动件周向固定连接。在传动轴包括轴本体和过渡轴的实施例中，第五限位部设置于传动轴上，即传动轴包括传动柱。

可选地，所述轴向限位结构包括固定钉，所述固定钉沿所述传动轴的轴向穿过所述传动轴并连接于所述旋转输出轴的端部，且所述固定钉的头部用于轴向抵紧固定所述转动件。

上述方案中，通过固定钉轴向固定传动轴、旋转输出轴和转动件，固定钉仅头部外露，占用较小的轴向空间，不会在径向方向占用空间，因此，该轴向限位结构占用的空间较小，适用于较狭窄的扭矩传递空间内。

可选地，所述扭矩传递组件包括支撑结构，所述支撑结构包括支撑座和支撑轴承，所述支撑座开设有供所述传动轴穿过的轴孔，所述支撑轴承设置于所述轴孔的内壁和所述传动轴的外壁之间，所述传动轴上设置有限位台阶，所述支撑轴承的内圈和所述转动件被夹紧于所述固定钉的头部和所述限位台阶之间。

上述方案中，支撑轴承的外圈与轴孔的内壁固定连接，支撑轴承的内圈与传动轴的外壁固定连接。使得传动轴在支撑轴承和支撑座的支撑作用下能够稳定转动，减小径向跳动。通过限位台阶的设置，可以将支撑轴承的内圈和转动件同时夹紧固定在固定钉的头部和限位台阶之间，从而实现传动轴和转动件的轴向限位固定。

本发明还提供一种头部机构，包括上述的扭矩传递组件，还包括第一舵机，所述第一舵机的输出轴为所述旋转输出轴，所述转动件为脖颈悬臂件。

可选地，所述头部机构还包括第二舵机和头部结构件，所述第二舵机固定于所述转动件的远离所述传动轴一端，所述第二舵机用于驱动所述头部结构件旋转。

上述方案中，支撑座固定于安装座上，第一舵机的壳体固定在安装座上。安装座的设置一是方便安装第一舵机和传动轴等结构，二是方便头部机构与胸腔机构连接。

本发明还提供一种机器人，包括上述的头部机构。

本发明提供的头部机构及机器人，均包括扭矩传递组件，通过将轴向限位结构和周向限位结构分离设置，可以缩小限位结构所占用的空间，尽可能地不增加扭矩传递组件在传动轴的轴向方向的尺寸，能够在狭小的空间内传递扭矩，适用于机器人的头部机构中。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1为本发明实施例提供的扭矩传递组件的立体结构图；

图2为本发明实施例提供的扭矩传递组件的爆炸结构图；

图3为本发明实施例提供的扭矩传递组件的剖视图；

图4为本发明实施例提供的传动轴的爆炸结构图；

图5为本发明实施例提供的头部结构的立体结构图。

其中，图中各附图标记：

100-扭矩传递组件；1-旋转输出轴；11-第一限位部；2-传动轴；21-过渡轴；211-第一过渡段；212-第二过渡段；213-第三限位部；214-第二限位部；22-轴本体；221-第一轴段；222-第五限位部；223-第二轴段；224-第四限位部；23-限位台阶；3-转动件；31-第六限位部；4-轴向限位结构；41-固定钉；5-支撑结构；51-支撑座；511-支撑部；512-轴孔；52-支撑轴承；53-垫圈；61-第一周向限位结构；62-第二周向限位结构；63-第三周向限位结构。

200-第一舵机；300-第二舵机；400-安装座。

具体实施方式

为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者间接在该另一个元件上。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至该另一个元件上。

需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

机器人是一种能够半自主或全自主工作的智能机器。机器人能够通过编程和自动控制来执行诸如作业或移动等任务。机器人的种类繁多，主要包括工业机器人、户外工作机器人、服务型机器人、人形机器人等。工业机器人主要用于生产线中，由于其设置有多关节结构，使其能够多轴运动，实现物体的移动、加工等。户外工作机器人可以进行户外探测、救援等，其运动能力较强，例如四足机器人。服务型机器人可用于饭店、酒店等工作场景，为用户取送饭菜、物品等。人形机器人也称双足机器人，是一种旨在模仿人类外观和行为的机器人，其具有颈部、头部、胸腔、腿部等，由于其类人的外观特征，因此对于整机的重量，零部件堆叠空间要求极为严格，其中头部空间结构设计与脖颈结构设计装配尤为重要。目前部分双足机器人的头部采用头部无驱动的固定方式，机器人视觉导航将会形成很大的盲区，机器人导航行走受限，影响机器人本身的运动性能。另一部分双足机器人的电机驱动与轴体之间多采用法兰式螺钉连接的方式传递力矩，其占用空间体积大，如果应用在小体积机器人的头部，将会显得十分臃肿。为了克服以上技术问题，本发明提出了一种新的扭矩传递组件、头部机构及机器人。

现对本发明实施例提供的扭矩传递组件进行说明。

请一并参阅图1至图3，扭矩传递组件100包括旋转输出轴1、传动轴2、转动件3和轴向限位结构4。扭矩传递组件100用于将转动扭矩从旋转输出轴1传递至转动件3，使转动件3能够在旋转输出轴1的驱动下转动。

旋转输出轴1为动力输出结构，能够输出旋转运动，也就是说，旋转输出轴1能够旋转。旋转输出轴1的具体结构可为齿轮、轴、方形柱等结构，只要能够绕其中心轴转动即可理解为本发明中的旋转输出轴1。

传动轴2用于传动连接旋转输出轴1和转动件3，实现旋转输出轴1至转动件3的扭矩传递。传动轴2和旋转输出轴1的结合处设置有第一周向限位结构61，使传动轴2和旋转输出轴1同步转动，也就是说，旋转输出轴1转动一定角度，传动轴2也转动相同的角度，使传动轴2和旋转输出轴1的转动同步。其中，第一周向限位结构61仅使传动轴2和旋转输出轴1的相互周向固定，没有轴向固定，因此，第一周向限位结构61可以设置在旋转输出轴1和传动轴2的结合处，无需设置其他连接结构件，直接利用传动轴2和旋转输出轴1的结合处的空间设计第一周向限位结构61，不会额外增加扭矩传递组件100的结构尺寸，使其能够适用于较为狭窄的空间中。

转动件3用于输出摆动或者转动。当扭矩传递组件100应用在头部机构中时，转动件3可为脖颈悬臂件，即相当于头部机构的脖颈部分，转动件3的摆动相当于点头运动。转动件3的一端与传动轴2的结合处设置有第二周向限位结构62，第二周向限位结构62使转动件3的该端与传动轴2同步转动，从而使转动件3能够绕传动轴2的中心轴线转动。其中，第二周向限位结构62仅使传动轴2和转动件3的一端相互周向固定，没有轴向固定，因此，第二周向限位结构62可以设置在传动轴2和转动件3的结合处，无需设置其他连接结构件，直接利用传动轴2和转动件3结合处的空间设计第二周向限位结构62，不会额外增加扭矩传递组件100的结构尺寸，使其能够适用于较为狭窄的空间中。

轴向限位结构4用于使旋转输出轴1、传动轴2、转动件3的轴向位置相对固定，也就是说，轴向限位结构4用于对旋转输出轴1、传动轴2、转动件3进行轴向定位，防止旋转输出轴1、传动轴2、转动件3轴向窜动。

在旋转输出轴1、传动轴2和转动件3三者的连接结构中，用于周向限位的第一周向限位结构61和第二周向限位结构62、用于轴向限位的轴向限位结构4分离设置，不仅能够更好地进行周向定位和轴向定位，防止周向窜动和轴向窜动，还能够将周向限位结构设置在相邻结构件的结合处，不占用额外空间，尽可能地减小扭矩传递组件100所占的空间。

上述实施例中的扭矩传递组件100，包括旋转输出轴1、传动轴2、转动件3和轴向限位结构4，通过第一周向限位结构61使旋转输出轴1和传动轴2同步转动，通过第二周向限位结构62使传动轴2带动转动件3转动，并通过轴向限位结构4对旋转输出轴1、传动轴2、转动件3进行轴向限位。将轴向限位结构4和周向限位结构分离设置，可以缩小限位结构所占用的空间，尽可能地不增加扭矩传递组件100在传动轴2的轴向方向的尺寸，能够在狭小的空间内传递扭矩，适用于机器人的头部机构中。

在本发明的一些实施例中，请参阅图2至图4，传动轴2包括轴本体22和过渡轴21，转动件3的一端连接于轴本体22，且轴本体22和旋转输出轴1通过过渡轴21连接。轴本体22和过渡轴21周向相对固定，可以认为是一个完整的传动轴2拆分成的两个部件，轴本体22和过渡轴21始终同步转动。可以理解地，旋转输出轴1、过渡轴21和轴本体22依次连接。具体而言，旋转输出轴1、过渡轴21和轴本体22沿轴向方向依次连接。其中，轴向方向为旋转输出轴1的中心轴线方向，也为传动轴2的中心轴线方向。

过渡轴21和旋转输出轴1的结合处设置有第一周向限位结构61。由于传动轴2上需要设置部分第一周向限位结构61和部分第二周向限位结构62，还可能设置轴肩等限位结构。因此，传动轴2的结构相对比较复杂，通过将传动轴2设置为轴本体22和过渡轴21，可以使得传动轴2的加工较为简单，降低传动轴2的生产成本。

在本发明的一些实施例中，请参阅图2及图4，第一周向限位结构61设置于过渡轴21和旋转输出轴1的结合处，第一周向限位结构61包括第一限位部11和第二限位部214，第一限位部11和第二限位部214周向限位连接，也就是说，第一限位部11和第二限位部214连接后，第一限位部11和第二限位部214之间不能周向相对转动，从而使过渡轴21和旋转输出轴1周向固定连接。第一限位部11设置于旋转输出轴1，第二限位部214设置于过渡轴21，第一限位部11和第二限位部214中的一个为外花键，另一个为内花键，外花键伸入至内花键的内部，形成周向限位配合。外花键周向设置在外周壁上，内花键设置在孔的内周壁上。第一周向限位结构61包括外花键和内花键，外花键和内花键相互配合时，其连接可靠，能够承受较大的扭矩，且装拆很方便。在其他实施例中，第一限位部11和第二限位部214中的一个可为多边形孔，另一个为多边形柱。

第一限位部11为外花键，第二限位部214为内花键时，旋转输出轴1的一端设置有外花键，过渡轴21的孔内设置有内花键，旋转输出轴1具有外花键的一端伸入至过渡轴21的孔内，且与内花键连接。

第一限位部11为内花键，第二限位部214为外花键时，旋转输出轴1的一端开设有孔，孔内设置有内花键，过渡轴21的一端设置有外花键，过渡轴21具有外花键的一端伸入至旋转输出轴1的孔内，且与内花键连接。

在本发明的其他实施例中，传动轴2为一体式结构，第一限位部11设置于旋转输出轴1上，第二限位部214设置于传动轴2上。第一限位部11和第二限位部214中的一个为外花键，另一个为内花键，外花键伸入至内花键的内部，形成周向限位配合。

在本发明的一些实施例中，请参阅图2至图4，传动轴2包括轴本体22和过渡轴21，轴本体22的轴向一端和过渡轴21的轴向一端周向固定连接，使轴本体22和过渡轴21周向固定且同步转动。轴本体22和过渡轴21之间设置有第三周向限位结构63，第三周向限位结构63包括第三限位部213和第四限位部224，第三限位部213设置于过渡轴21，第四限位部224设置于轴本体22，第三限位部213和第四限位部224中的一个为传动孔，另一个为传动柱，传动柱伸入所述传动孔中，使第三限位部213能够推动第四限位部224转动。因此，通过第三限位部213和第四限位部224的周向限位配合可以使轴本体22和过渡轴21周向固定连接。

其中，传动孔和传动柱均具有至少一个非圆弧面，使得传动孔的内周壁能够推动传动柱转动，或者，传动柱的外周壁能够推动传动孔转动。其中非圆弧面可为平面。

在一些实施例中，第三限位部213为传动孔，第四限位部224为传动柱，过渡轴21的轴向一端开设有传动孔，轴本体22的一端为传动柱，传动柱插入至传动孔中，实现过渡轴21和轴本体22的周向固定连接。

在一些实施例中，第三限位部213为传动柱，第三限位部213为传动孔，过渡轴21的一端为传动柱，轴本体22的一端为传动孔，传动柱插入至传动孔中，实现过渡轴21和轴本体22的周向固定连接。

在一些实施例中，传动孔为多边形孔，传动柱为多边形柱。例如，传动孔为四边形孔，传动柱为四边形柱。或者，传动孔为五边形孔，传动柱为五边形柱。或者，传动孔为六边形孔，传动柱为六边形柱。

在一些实施例中，传动孔为D形孔，其横截面为D形，传动柱为D形柱，其横截面为D形。

上述实施例中的传动孔和传动柱，其传动结构比较简单，加工的步骤也较为简单，生产成本较低，可以降低传动轴2的生产成本。

在本发明的一些实施例中，请参阅图2至图4，第二周向限位结构62包括第五限位部222和第六限位部31，第五限位部222设置于传动轴2，第六限位部31设置于转动件3，第五限位部222为传动柱，第六限位部31为传动孔，传动孔的内周壁能够推动传动柱转动。因此，通过第五限位部222和第六限位部31的周向限位配合可以使传动轴2和转动件3周向固定连接。

在传动轴2包括轴本体22和过渡轴21的实施例中，第五限位部222设置于传动轴2上，即传动轴2包括传动柱。

在一些实施例中，传动孔为多边形孔，传动柱为多边形柱。例如，传动孔为四边形孔，传动柱为四边形柱。或者，传动孔为五边形孔，传动柱为五边形柱。或者，传动孔为六边形孔，传动柱为六边形柱。

在一些实施例中，传动孔为D形孔，其横截面为D形，传动柱为D形柱，其横截面为D形。

上述实施例中的传动孔和传动柱，其传动结构比较简单，加工的步骤也较为简单，生产成本较低，可以降低传动轴2的生产成本。

在本发明的一些实施例中，请参阅图2及图3，轴向限位结构4包括固定钉41，固定钉41沿传动轴2的轴向穿过传动轴2并与旋转输出轴1的端部连接，从而可以使传动轴2和旋转输出轴1的轴向位置相对固定。固定钉41的头部可起到轴向抵紧固定转动件3的作用，使转动件3和传动轴2轴向相对位置固定。通过固定钉41轴向固定传动轴2、旋转输出轴1和转动件3，固定钉41仅头部外露，占用较小的轴向空间，不会在径向方向占用空间，因此，该轴向限位结构4占用的空间较小，适用于较狭窄的扭矩传递空间内。

具体而言，为了使固定钉41的头部能够轴向抵紧转动件3，固定钉41的头部和转动件3之间可以设置垫圈53、定位套等结构。由于固定钉41沿传动轴2的轴向穿过传动轴2，因此，传动轴2的内部可中空设置，旋转输出轴1的端部可开设连接孔，供固定钉41伸入连接孔内，并与连接孔连接。

在一些实施例中，固定钉41为螺钉，固定钉41至少与旋转输出轴1连接的部分设置有外螺纹，旋转输出轴1的端部设置有内螺纹孔，使得固定钉41穿过传动轴2之后与旋转输出轴1螺纹连接。

在一些实施例中，固定钉41为销钉，固定钉41与旋转输出轴1过盈配合连接，从而使固定钉41的头部能够挤压旋转输出轴1和传动轴2，并使两者轴向固定。

在本发明的一些实施例中，请参阅图2及图3，扭矩传递组件100还包括支撑结构5，支撑结构5用于对传动轴2进行支撑，为传动轴2提供稳定的旋转状态。在该实施例中，支撑结构5不仅具有对传动轴2进行稳定支撑的作用，还具有辅助转动件3轴向定位的作用。

支撑结构5包括支撑座51和支撑轴承52，支撑座51上开设有轴孔512，传动轴2穿过轴孔512设置，支撑轴承52设置在轴孔512的内壁和传动轴2的外壁之间。支撑轴承52的外圈与轴孔512的内壁固定连接，支撑轴承52的内圈与传动轴2的外壁固定连接。使得传动轴2在支撑轴承52和支撑座51的支撑作用下能够稳定转动，减小径向跳动。

传动轴2上设置有限位台阶23，支撑轴承52和转动件3均套设在传动轴2的外周，通过限位台阶23的设置，可以将支撑轴承52的内圈和转动件3同时夹紧固定在固定钉41的头部和限位台阶23之间，从而实现传动轴2和转动件3的轴向限位固定。

可选地，支撑轴承52的内圈和转动件3之间设置有垫圈53，固定钉41的头部和支撑轴承52的内圈之间设置有垫圈53，用于使支撑轴承52和转动件3、固定钉41的头部和支撑轴承52的接触更加稳定。

可选地，支撑座51具有两个凸起设置的支撑部511，两个支撑部511上均开设有轴孔512，传动轴2依次穿过这两个轴孔512设置，转动件3的一端设置在两个支撑部511之间。通过设置两个支撑部511，可以使传动轴2的转动更加稳定。在传动轴2的轴向方向上，固定钉41的头部、第一个支撑部511、转动件3、第二个支撑部511和限位台阶23依次设置。固定钉41的头部和第一个支撑部511之间设置有垫圈53，第一个支撑部511和转动件3之间设置有垫圈53，转动件3和第二个支撑部511之间设置有垫圈53。

在本发明的一些实施例中，请参阅图4，轴本体22包括沿其轴向依次连接的第一轴段221、第五限位部222、第二轴段223和第四限位部224，第一轴段221和第二轴段223分别用于安装两个支撑轴承52，第五限位部222用于与转动件3的第六限位部31周向限位配合，第四限位部224用于与过渡轴21的第三限位部213周向限位配合。在该实施例中，第四限位部224为传动柱，第三限位部213为传动孔。

在本发明的一些实施例中，请参阅图4，过渡轴21包括沿其轴向依次连接的第一过渡段211和第二过渡段212，第三限位部213设置于第一过渡段211，第二限位部214设置于第二过渡段212。第三限位部213用于与轴本体22的第四限位部224周向限位配合，第二限位部214用于与旋转输出轴1的第一限位部11周向限位配合。在该实施例中，第三限位部213为传动孔，第四限位部224为内花键。

在一些实施例中，请参阅图3，轴本体22和过渡轴21形成上述的限位台阶23，无需额外加工形成限位台阶23。

本发明还提供一种头部机构，请参阅图5，头部机构包括上述任一实施例中的扭矩传递组件100。当扭矩传递组件100应用于头部机构中时，转动件3为脖颈悬臂件，即相当于头部机构的脖颈部分，转动件3的摆动相当于点头运动。头部机构还包括第一舵机200，第一舵机200的输出轴即为旋转输出轴1，通过第一舵机200输出旋转运动。当头部机构在正常放置状态下使用时，旋转输出轴1的轴向方向为水平方向，从而实现点头运动。

上述实施例中，头部机构采用了任一实施例中的扭矩传递组件100，扭矩传递组件100中，将轴向限位结构4和周向限位结构分离设置，可以缩小限位结构所占用的空间，尽可能地不增加扭矩传递组件100在传动轴2的轴向方向的尺寸，能够在狭小的空间内传递扭矩，适用于机器人的头部机构中。

在本发明的一些实施例中，请参阅图5，头部机构还包括安装座400，扭矩传递组件100和第一舵机200均固定在安装座400上。具体而言，支撑座51固定于安装座400上，第一舵机200的壳体固定在安装座400上。安装座400的设置一是方便安装第一舵机200和传动轴2等结构，二是方便头部机构与胸腔机构连接。

在本发明的一些实施例中，请参阅图5，头部机构还包括第二舵机300和头部结构件，第二舵机300固定于转动件3的远离传动轴2一端，第二舵机300用于驱动头部结构件(图未示)旋转。具体而言，第二舵机300的输出轴与头部结构件连接，使得头部结构件能够旋转，实现头部结构件的左右摆动。在转动件3竖直设置时，第二头部结构件的旋转中心线竖直设置。

本发明还提供一种机器人，机器人包括上述任一实施例中的头部机构。机器人还可包括胸腔机构、腿部机构等。

本发明提供的机器人，采用了上述的头部机构，头部机构中包括扭矩传递组件100，通过将轴向限位结构4和周向限位结构分离设置，可以缩小限位结构所占用的空间，尽可能地不增加扭矩传递组件100在传动轴2的轴向方向的尺寸，能够在狭小的空间内传递扭矩，适用于机器人的头部机构中。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种扭矩传递组件，其特征在于：包括旋转输出轴、传动轴、转动件和轴向限位结构，所述旋转输出轴能够输出旋转运动，所述旋转输出轴和所述传动轴的结合处设置有用于使所述传动轴随旋转输出轴转动的第一周向限位结构，所述转动件的一端与所述传动轴的结合处设置有使所述转动件随所述传动轴转动的第二周向限位结构，所述轴向限位结构用于使所述旋转输出轴、所述传动轴、所述转动件的轴向位置相对固定；所述轴向限位结构包括固定钉，所述固定钉沿所述传动轴的轴向穿过所述传动轴并连接于所述旋转输出轴的端部，且所述固定钉的头部用于轴向抵紧固定所述转动件，所述固定钉的头部和所述旋转输出轴分别设置于所述传动轴的轴向两端。

2.如权利要求1所述的扭矩传递组件，其特征在于：所述传动轴包括周向相对固定的轴本体和过渡轴，所述转动件的一端连接于所述轴本体，所述轴本体和所述旋转输出轴通过所述过渡轴连接，所述过渡轴和所述旋转输出轴的结合处设置有所述第一周向限位结构。

3.如权利要求2所述的扭矩传递组件，其特征在于：所述第一周向限位结构包括周向固定连接的第一限位部和第二限位部，所述第一限位部设置于所述旋转输出轴，所述第二限位部设置于所述过渡轴，所述第一限位部和所述第二限位部中的一个为外花键，另一个为内花键。

4.如权利要求2所述的扭矩传递组件，其特征在于：所述轴本体和所述过渡轴之间设置有第三周向限位结构，所述第三周向限位结构包括第三限位部和第四限位部，所述第三限位部设置于所述过渡轴，所述第四限位部设置于所述轴本体，所述第三限位部和所述第四限位部中的一个为传动孔，另一个为传动柱，所述传动柱伸入所述传动孔中，使所述第三限位部能够推动所述第四限位部转动。

5.如权利要求4所述的扭矩传递组件，其特征在于：所述传动孔为多边形孔，所述传动柱为多边形柱。

6.如权利要求1-5任一项所述的扭矩传递组件，其特征在于：所述第二周向限位结构包括第五限位部和第六限位部，所述第五限位部设置于所述传动轴，所述第六限位部设置于所述转动件，所述第五限位部为传动柱，所述第六限位部为传动孔，所述传动孔的内周壁能够推动所述传动柱转动。

7.如权利要求1所述的扭矩传递组件，其特征在于：所述扭矩传递组件包括支撑结构，所述支撑结构包括支撑座和支撑轴承，所述支撑座开设有供所述传动轴穿过的轴孔，所述支撑轴承设置于所述轴孔的内壁和所述传动轴的外壁之间，所述传动轴上设置有限位台阶，所述支撑轴承的内圈和所述转动件被夹紧于所述固定钉的头部和所述限位台阶之间。

8.一种头部机构，其特征在于：包括权利要求1-7任一项所述的扭矩传递组件，还包括第一舵机，所述第一舵机的输出轴为所述旋转输出轴，所述转动件为脖颈悬臂件。

9.如权利要求8所述的头部机构，其特征在于：所述头部机构还包括第二舵机和头部结构件，所述第二舵机固定于所述转动件的远离所述传动轴一端，所述第二舵机用于驱动所述头部结构件旋转。

10.一种机器人，其特征在于：包括权利要求8或9所述的头部机构。