本发明涉及海洋设备技术领域，特别涉及一种用于实现水下伸展机构的伸展与收缩的机构。
背景技术：
随着人类对海洋资源的开发，研发出各种类型不同、功能各异的海洋设备，以深入对海洋的研究，提高对海洋的深度认知。由于水下海洋装备自身重量大和海上环境复杂，在装备下水和出水阶段，布放与回收操作很容易造成设备的损坏，尤其在环境恶劣的情况下甚至造成设备毁灭性事故，这对海洋设备提出了新的要求和挑战。
目前，许多海洋设备都配备有水下机械臂、水下天线等，坐底装备一般还设有海底支撑机构，这些机构的尺寸比较大，对海底设备整体的水动力性具有破坏力，容易造成设备损坏，且不利于甲板的布放回收，存在安全隐患。现有技术中主要解决途径是将水下机械臂、水下天线、海底支撑机构等做成伸展机构，使用时呈伸展开状态，不用时或布放、回收时呈收缩状态。但是水下环境较为复杂，如何能够简单、有效地实现伸展机构的伸展与收缩是一技术难题。
技术实现要素：
本发明的目的在于提供一种水下伸展机构，解决了水下机械臂、水下天线、坐底装备的海底支撑机构等伸展机构收缩与伸展的技术问题，从而降低了设备损伤，提高了设备安全性。
为了解决上述问题，本发明的技术方案是：
一种水下伸展机构，包括伸展机构、固定部件、驱动部件及传动部件，所述传动部件包括齿轮传动组件和螺纹副；
所述螺纹副的两端部分别连接所述固定部件和所述齿轮传动组件；所述伸展机构的固定端铰接于所述固定部件上，活动端铰接于螺纹副上；
所述驱动部件通过驱动齿轮传动组件控制螺纹副的运动，所述伸展机构通过其所述固定端和所述活动端的开、合实现收缩与伸展。
进一步的，所述齿轮传动组件包括安装架及设于所述安装架上的、顺次啮合的主动轮、第一从动轮和第二从动轮，所述主动轮通过所述驱动部件驱动，所述第二从动轮驱动螺纹副的运动。
进一步的，所述齿轮传动组件还包括连接轴，所述驱动部件通过所述连接轴驱动主动轮。
进一步的，所述安装架包括上安装板和下安装板；所述主动轮、第一从动轮和第二从动轮安装于上、下安装板之间。
进一步的，所述第一从动轮绕主动轮均匀布置，所述第一从动轮与第二从动轮一一对应，所述第二从动轮与螺纹副一一对应。
进一步的，所述螺纹副包括丝杠和设于所述丝杠上的螺母，所述丝杠的两端分别连接在固定部件和齿轮传动组件上，所述螺母连接伸展机构的活动端。
进一步的，所述驱动部件包括电机和容置所述电机的密封组件，所述密封组件与齿轮传动组件密封连接。
进一步的，所述密封组件包括经连接的前密封壳和后密封壳，所述前密封壳与齿轮传动组件密封连接，所述电机设于前密封壳和后密封壳形成的容置空间中。
进一步的，所述驱动部件还包括设于齿轮传动组件和固定部件上的感应开关和设于所述活动端上的感应板，伸展机构收缩或伸展时，所述感应开关探测到所述感应板后向电机发送停止指令。
进一步的，所述固定部件包括下固定组件和上固定组件，其中，所述伸展机构的固定端连接于所述下固定组件上，所述螺纹副连接于所述上固定组件上。
相对于现有技术，本发明的有益效果是：
1、本发明提供的水下伸展机构机构紧凑、布局合理，伸展时，依次通过齿轮传动组件和螺纹副将驱动部件的输出力矩转化成伸展机构活动端的直线运动，实现活动端与固定端的开、合，从而解决了伸展机构收缩与伸展的技术问题，进而降低了设备损伤，提高了设备安全性。
2、本发明通过一个主动轮带动多个第一从动轮，实现了一个驱动部件控制多个伸展机构的效果，从而提高了工作效率，具有较好的可拓展性。
3、本发明中，齿轮传动组件中的上、下安装板上设置有过滤板，能够有效防止水生物进入齿轮传动组件的内部，影响齿轮之间的工作。
附图说明
图1为本发明伸展机构的总体示意图；
图2为本发明伸展机构的正视图；
图3为驱动部件和齿轮传动组件的剖面示意图；
图4为图3中i的放大图；
图5为本发明中齿轮传动组件的布置图。
其中，101、驱动部件，101-1、前密封壳，101-2、后密封壳，101-3、电机，101-4、联轴器，101-5、水密接插件，101-6、收缩感应开关，101-7、感应板，101-8、伸展感应开关，201、齿轮传动组件，201-1、主动轮，201-2、第一从动轮，201-3、第二从动轮，201-4、连接轴，201-5、上安装板，201-6、下安装板，201-7、过滤板，201-8、压力油封，201-9、油封挡圈，201-10、唇形油封，201-11、油封盖板，202、螺纹副，202-1、丝杠，202-2、螺母，301、上固定组件，301-1、上环形固定板，301-2、上连接块，301-3、导向杆，302、下固定组件，302-1、下环形固定板，302-2、下铰接件，401、伸展机构。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例加以详细说明。
如图1-5所示，一种水下伸展机构，包括伸展机构401、固定部件、驱动部件101以及传动部件，传动部件包括齿轮传动组件201和螺纹副202。其中，伸展机构401是用于海洋作业的可伸展和收缩的机构，比如水下机械臂、水下天线、坐底装备的海底支撑机构等；伸展机构401有固定端和活动端，通过控制固定端和活动端的开、合实现伸展机构401的收缩与伸展，其中，上述固定端与固定部件铰接，活动端与螺纹副202铰接，通过螺纹副202的直线运动实现固定端与活动端的开合；螺纹副202的下端可转动地连接在固定部件上，上端连接齿轮传动组件201，齿轮传动组件201连接驱动部件101，齿轮传动组件201将驱动部件101输出的扭矩转化为螺纹副202的直线运动。
本发明中，依次通过齿轮传动组件201和螺纹副202将驱动部件101的输出力矩转化成伸展机构401活动端的直线运动，实现活动端与固定端的开、合，从而实现伸展机构401的收缩与伸展，进而降低了设备损伤、提高了设备安全性。
具体的，如图3和图5所示，齿轮传动组件201包括安装架及设于安装架上并顺次啮合的主动轮201-1、第一从动轮201-2和第二从动轮201-3，其中，主动轮201-1通过驱动部件101控制，第二从动轮201-3连接螺纹副202的上端，并控制螺纹副202的运动。齿轮传动具有较高的传动精度，利于保证伸展机构401整体的运动精度；考虑到伸展机构401本身尺寸较大，故本实施例采用二级传动，以便于对机构进行合理布置。
进一步的，本实施例中齿轮传动组件201还包括连接轴201-4，连接轴201-4可转动的连接在安装架上，驱动部件101的输出端通过联轴器101-4与连接轴201-4的一端进行连接，考虑到水下环境的复杂性，为避免惯性冲击载荷、防止机构卡死以及保护电气设备，本实施例中的联轴器101-4选用限矩联轴器。连接轴201-4的另一端与主动轮201-1过盈配合，并且主动轮201-1的上下侧分别通过设置在连接轴201-4上的圆螺母和挡圈进一步限位。工作时，驱动部件101驱动连接轴201-4旋转，主动轮201-1随连接轴201-4同步转动。
进一步的，安装架包括上安装板201-5和下安装板201-6，上、下安装板通过连接柱连接，并且两者之间形成安装主动轮201-1、第一从动轮201-2和第二从动轮201-3的空间，主动轮201-1、第一从动轮201-2和第二从动轮201-3分别通过轴类连接件与上、下安装板可转动连接。本实施例中，在上安装板201-5的上端面和下安装板201-6的下端面还设置有过滤板201-7，用于过滤水中的水藻或其它生物附着物。
进一步的，第一从动轮201-2绕主动轮201-1均匀布置，第一从动轮201-2与第二从动轮201-3一一对应，第二从动轮201-3与螺纹副202一一对应。在一个实施例中，考虑到伸展机构的整体机构布置，一个主动轮201-1带动四个第一从动轮201-2，从而实现一个驱动部件101控制四个伸展机构401，提高了工作效率。当然，主动轮201-1与第一从动轮201-2的配置比不仅限于1:4，在其它实施例中可以根据实际需求进行确定。另外，第一从动轮201-2可成环形布置在主动轮201-1的四周，也可成椭圆形、方形等布置，具体布置状态结合各个部件的大小、设备需求等因素进行确定。
具体的，本发明中螺纹副202采用丝杠螺母副，包括丝杠202-1和设于丝杠202-1上的螺母202-2，其中，丝杠202-1的两端分别连接在固定部件和齿轮传动组件201上，螺母202-2连接伸展机构401的活动端。在一个实施例中，丝杠202-1的上端连接第二从动轮201-3，并随其同步转动，丝杠202-1转动使螺母202-2上下运动，从而带动伸展机构401的活动端上下运动。
具体的，驱动部件101包括电机101-3和密封组件，密封组件与齿轮传动组件201密封连接。电机101-3用作动力元件，其输出轴通过上述的联轴器101-4与连接轴201-4相连接。密封组件用于保护电机101-3及其它带电操作的零部件。密封组件包括前密封壳101-1和后密封壳101-2，两者之间通过密封圈进行静密封；前密封壳101-1通过紧固件连接在齿轮传动组件201的下安装板201-6上，并与其密封连接。如图3和图4所示，电机101-3安装在后密封壳101-2中，其输出端和上述联轴器101-4于前密封壳101-1中进行连接；考虑到连接轴201-4与前密封壳101-1的密封问题，在一个实施例中，在连接轴201-4穿过前密封壳101-1处设置有压力油封201-8和油封挡圈201-9、唇形油封201-10和油封盖板201-11，防止水从联轴器101-4处进入密封组件中，从而进一步提升密封组件的密封性；后密封壳101-2上还设置有水密接插件101-5，用于将电源和电信号接入密封组件内部。
考虑到电机101-3的控制问题，本实施例中，驱动部件101还包括相互对应的感应开关和感应板101-7，其中，感应开关包括两个，分别设于齿轮传动组件201的下安装板201-6和固定部件上，感应板101-7设于伸展机构401的活动端上。本实施例中，令下安装板201-6上的感应开关为收缩感应开关101-6，另一个为伸展感应开关101-8；收缩时，电机101-3动作，螺母202-2带动伸展机构401的活动端向上运动，收缩感应开关101-6探测到感应板101-7后向电机101-3发送停止指令；伸展时，电机101-3反转，螺母202-2带动伸展机构401的活动端向下运动，伸展感应开关101-8探测到感应板101-7后向电机101-3发送停止指令。感应开关和感应板101-7配合工作，进一步实现了伸展机构的自动化程度，从而节省了人力工作。
具体的，固定部件包括下固定组件302和上固定组件301，伸展机构401的固定端连接于下固定组件302上，螺纹副202中的丝杠202-1与上固定组件301可转动连接。本实施例中，如图1所示，上固定组件301包括上环形固定板301-1、固定在上环形固定板301-1上的上连接块301-2以及导向杆301-3，下固定组件302包括下环形固定板302-1和固定在下环形固定板302-1上的下铰接件302-2。其中，上述丝杠202-1的下端与上连接块301-2可转动连接；导向杆301-3贯穿螺母202-2，并且两端分别固定在连接块和下安装板201-6上，每组螺纹副202配置两个导向杆301-3，用于对螺母202-2导向，同时提高了下安装盘与上环形固定板301-1之间的稳定性；下铰接件302-2与伸展机构401的固定端铰接，如图1所示。
以上公开的仅为本发明的部分具体实施例，但本发明并非局限于此，任何本领域的技术人员能思之的变化，都应落在本发明的保护范围内。