面向水下环境大范围精细作业需求,对水下大臂展机械手系统进行动力学建模和关节驱动力矩求解分析。首先,基于D-H理论对水下大臂展机械手进行正、逆运动学分析,求解各连杆速度与加速度;然后,构建水下大臂展机械手的动力学模型,使用莫里森公式和D-H理论完善动力学模型中的水动力项,采用拉格朗日法求解整机的净浮力、惯性力、离心力、科氏力与末端负载力项,得出各关节所需驱动力矩和关节角、环境水流速度以及末端负载之间的函数关系;最后,针对具体作业场景,得出环境水流速度、目标负载转运下机械手各关节所需驱动力矩,为水下大臂展机械手设计提供理论支撑。

浮力调节系统是深海潜水器的重要组成部分，可用来补偿潜水器浮力变化和调整潜水器姿态，基于6000m无人遥控潜水器浮力调节需求，研制了一套深海油囊式浮力调节系统。详细介绍了系统组成、工作原理及关键部件的设计，对关键承压部件耐压油舱进行了强度分析、稳定性校核和深海模拟压力环境测试。试验表明该系统能够向油囊排出60MPa高压油，深海模拟压力试验结果显示油舱能够承受66MPa压力，两项试验说明该系统可在6000m深海进行浮力调节；此外还对系统进行了水池姿态调节模拟实验，进一步验证了该系统进行浮力和姿态调节的有效性和可行性。