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为了保证舰船在航率并提高其水下应急维修的自动化水平,根据某型维修对象船体的结构尺寸设计了一种固定式的水下机械臂载体结构,并对其进行极限环境荷载作用下的强度和刚度校核;利用解析法和数值法对载体结构末端的水下机械臂运动学逆解进行了计算和验证;搭建虚拟仿真实验平台模拟水下机械臂末端切割工具沿着舰船螺旋桨叶片运动,分析并验证水下机械臂的操控稳定性.结果表明:水下机械臂载体结构的强度和刚度均符合结构设计要求,可以输送并搭载水下机械臂及其辅助设备进行水下作业并保证其作业精度;机械臂末端到达目标位置的X向误差为0.5 mm,Y向误差为0.4 mm,Z向误差为0.8 mm,运动学模型及所求逆解正确;水下机械臂运动平稳,其末端作业工具到达预设位置的平均误差为0.49 mm,协调性和操控性较好.所设计的水下机械臂载体结构可以搭载机械臂实现预期的操作任务,操控稳定性较好.