由于水下机器人工作环境的特殊性,对其耐压壳体的密封性能有严格要求,而其O形密封圈在其中起到至关重要的作用。文中基于橡胶密封结构的非线性有限元理论,应用有限元分析软件ABAQUS建立O形密封圈的二维轴对称模型,对某水下机器人耐压壳体中O形密封圈在设计条件下的受力情况及特性进行了分析,得到了在设计水深条件下的O形密封圈变形情况、应力分布及最大接触压力。结果表明密封面上最大接触压力大于外部海水压力。通过试验验证了某耐压壳体密封设计的可靠性。

目前水下机器人在起吊与释放过程中一般采用人工水中脱钩,这不仅带来安全隐患,同时也影响工作效率,针对这一问题,研究一种水下机器人用水下自动脱钩装置。传统的自动脱钩装置一般不能在远距离对水下机器人的脱钩时间和位置进行精确的控制,文中研制的自动脱钩装置采用拉绳方式实现远距离自动脱钩,并且针对该装置在起吊吊耳时存在挡块向后翻转导致无法起吊的问题,提出增加双向扭簧环节来限制挡块向后翻转的改进方法;针对在脱钩过程中挡轴始终限制挡块向下掉落的问题,改进了挡轴的结构形式;针对细绳磨损严重的问题,改进了移动销盖的开孔方式。实验结果表明该装置操作方便、可靠性好、工作效率高。

针对大深度水下机器人升沉运动过程中耗能较大的问题,提出了一种海水浮力调节的驱动方式。针对没有大压力、小流量高压海水泵问题,研制了由低压齿轮油泵驱动海水增压泵的装置作为产生高压海水的动力源,并设计了切换阀及压力平衡阀等关键部件。为模拟大深度海洋环境,研制了外负载模拟装置,对大深度海水浮力调节系统进行了前后舱充排水同步性实验、压力-流量实验、能耗实验以及定量充排水等4个实验,实验结果验证了该系统的可行性和有效性。