随着国家海洋战略的调整,远离海岸线走向“深蓝”的计划在不断向前推进,但是远洋航行的补给问题严重限制的舰队的活动半径。由于海上补给受限于海洋环境多变和船舶间的多自由度运动,往往只能在有限的时间内进行补给,因此如何保障远离海岸时的物资补给是舰队远洋航行必须解决的问题。为了提高海上补给的效率增加舰队续航里程,本文对一种以集装箱作为物资载体的混联式船舶靠帮补给装置展开研究。主要的研究内容和工作如下:首先,确定靠帮补给装置的整体方案。通过分析船舶靠帮补给作业的运动特点,提出一种结合串联式起重臂和多自由度并联平台的混联式靠帮补给装置。并分别对各组成结构需要完成的动作进行了分析,对于补给作业影响最大的补偿机构分别进行了运动学逆解分析、动力学建模与仿真验证以及可达空间分析,在确定其主要尺寸的同时使其能够满足补偿两船舶间相对运动点的需求。其次,针对补偿机构的驱动、控制等问题,设计了补偿机构驱动杆组的液压伺服驱动系统,并根据动力学仿真结果对关键元件进行了计算与选型。在Sim Mechanics建立补偿机构机械模型,分别使用常规PID控制方法和模糊PID控制方法通过控制驱动杆推力的方式对补偿机构进行仿真,得到补偿机构的运动曲线,并对比误差选择最佳的控制方法。然后,选择综合效果最好的双目视觉对补给作业的目标对象进行识别和位姿检测,在检测前先对相机进行标定实验和校正实验来提高图像采集的精确性,并以实验的方式对常用的特征检测方法进行筛选,最终确定了以人工标记物作为辅助的特征提取方案,通过特征跟踪与特征匹配得到图像的三维信息,最终得到目标船位姿数据。最后,在实验室条件下搭建了用于验证本文所提出的靠帮补给方案的实验设备,设计了集目标船位姿检测、驱动杆组运动参数解算以及实验设备运动控制为一体的交互程序,并最终通过实验对本文所提出的靠帮补给方案的可行性进行了验证。