随着生产力的发展和对海洋研究的深入化,越来越多的国家把目光集中到人类尚在初步开发阶段的海洋领域上,包括经济类的海洋资源开发和军事上的潜艇、水下机器人的活动以及更长远的建设海底空间站等,这些都离不开水下运载器的研究和发展,其中针对水下运载器对接的研究更是一项关键技术。通过对国内外在水下对接技术方面的研究,结合我国海洋环境的特点,本文设计了水下运载器对接装置作业的总体方案,装置由动态对接机构、缓冲机构及锁紧机构三部分构成。论文对水下运载器对接装置的对接性能进行了研究,重点分析了对接过程的稳定性及可靠性。对接装置的稳定性主要受对接过程中的冲击力大小影响,本文首先对水下运载器在对接过程中产生的冲击力进行理论分析、建立对接模型,利用动力学软件进行仿真分析,得出不同的对接初速度对对接性能的影响,主要包括对接后装置的速度、加速度以及所受应力等参数的变化,通过分析比较,选择合理的对接初速度。为进一步提高对接过程的稳定性,文中设计了对接电液比例液压缓冲机构,并进行仿真分析,得出不同的设计参数对缓冲效果的影响。由于海底工况复杂,尤其是海流的大小和方向瞬间多变,对于依靠对接裙口的内外压差所实现的对接会因海流的冲击而脱离。为保证对接的可靠性,文中设计了蘑菇头式的机械锁紧机构,在对接裙口均匀布置三个蘑菇头,通过与被对接平台的锁紧机构相配合实现运载器与被对接潜器间的可靠连接。通过ANSYS与Fluent联合仿真,分析锁紧机构在水下对接作业环境下的锁紧能力。最后论文设计了运载器作业过程的对接控制策略,并进一步设计水下对接作业过程的控制系统,包含上位机和下位机以及两者间的通信方式。上位机的核心是控制台,通过控制台能够直接对对接装置进行操作。下位机的控制核心是PLC,通过控制液压阀,完成对液压执行器的控制,从而实现对接装置的相应动作。