随着陆地上不可再生资源的日渐枯竭,人们的目光越来越多的投向海洋。AUV是目前人类探测、开发海洋的重要工具,但其存在续航能力不足的问题。水下对接技术即是以提高AUV的水下续航能力为目标,以水下对接的形式对AUV进行能源补充的关键技术,研制可靠、高效、环境适应性强的对接装置对提高AUV的续航能力有重要意义。本文从机械执行机构、液压传动系统和控制系统三个方面对AUV水下对接装置进行研究:针对机械执行机构和液压传动系统在安装调试时存在的问题进行改进,并根据项目任务书的要求研制水下对接装置的控制系统。本文首先阐述AUV水下对接装置研制的意义。然后分别从机械执行机构、液压传动系统和控制系统三个方面对国内外研制的水下回收、水下对接装置进行分析,借鉴其成功的经验,同时也对其不足之处进行分析,以期在本文研究过程中加以避免。为了保证水下对接装置进行水下对接工作时能够高效、可靠,本文首先进行水下对接装置总体方案的研究。针对以前设计的姿态调整模块紧固件存在强度不足以及方位调整模块主轴抱死动作执行效率低、制动力矩不足等问题,分析其原因,提出采用更换紧固件和改变方位调整模块机械结构的改进方案。针对原液压系统中存在过滤功能不完善、压力传感器安装位置不合理、溢流压力和流量不易调整等问题,本文提出在回油口增加过滤装置、改变压力传感器安装位置以及采用电磁溢流阀和电磁调速阀替换原系统中手动调压、调速装置的改进方案。为了实现项目任务书对水下对接装置的主从式控制要求,本文对控制系统的总体方案进行论证,并根据最终确定的总体方案确定控制流程。为了实现水下对接装置的控制要求,本文对水下对接装置的控制系统进行研究。为了实现信号的远距离传输,本文制定信号传输方案,并搭建实验平台对制定的方案进行功能验证。为了解决下位机上传的信号可读性差以及上位机下发命令时操作繁琐的问题,本文基于LabVIEW进行上位机主控平台的研制;针对主从控制形式以及各传感器对下位机的功能要求,本文进行下位机控制器软件系统和硬件系统的研究:对下位机控制器的硬件系统进行模块化设计,并根据控制系统总体方案基于STM32的库函数编写下位机控制软件程序。为了保证液压传动系统工作时的高效性和可靠性,本文针对原来设计的液压系统在安装调试时存在的问题进行改进。针对以前设计的液压系统存在装配困难的问题,提出改变油管走向的解决方案;为了解决过壁接头密封不良且易松脱的问题,本文提出改变过壁接头压紧形式的改进方案,并搭建实验平台对改进后的密封装置进行密封性验证。为了解决液压马达选材不合理,在水下易腐蚀的问题,采取对液压马达进行喷漆处理的措施。为了保证液压密封舱和电子密封舱的安全,本文进行漏水监测系统的研究;为了应对机械吊耳造成的安全隐患,本文从软件系统和机械结构两个方面提出防护措施。为了验证本文的研究效果以及水下对接装置的工作状态,本文进行陆上试验和水下实验对水下对接装置进行研究。陆上实验部分:针对水下对接装置的安装、密封、功能和安全四个方面进行验证,解决电子罗盘的安装精度问题、验证液压密封舱的密封性以及验证控制系统上下位机通信等功能。水下实验部分主要对水下对接装置进行精度、能耗、可靠性和功能四个方面进行研究,测量出水下对接装置方位调整模块和姿态调整模块的控制精度、计算对接时各动作的能耗、验证AUV在对接装置内的定位、夹紧固定的可靠性。