为解决大型船舶舵叶体高空悬挂轴连接安装存在的安全、质量和效率方面的问题,研制一种大型螺母自动安装机设备。该自动化设备主要采用液压顶推与电机旋转拧紧配合实现大型螺母的悬挂安装;通过螺母紧定拖拽液压缸获得螺母的纵向顶推进给;通过螺母承载盘旋转的驱动电机实现大型螺母的水平面旋转进给。设计螺母承载托盘本体和装夹方法,以及拖拽液压缸本体机构、地面泵站液压动力系统、螺母拖拽支撑架和螺母承载托盘旋转驱动机构等关键部件,并对其工作原理进行阐述,同时设计工作流程。在此基础上,研制实物样机进行试验,结果表明,该自动化装备能降低工人高空作业的风险,提高螺母安装质量,提升螺母安装效率,具有应用和推广价值。

针对船舶外板爬壁喷涂的轨迹涂层保护策略,提出了搭载往复喷枪的船舶外板拖涂爬壁机器人设计。从系统角度,全面对该机器人的拖涂爬壁本体系统、供料及漆雾回收防护罩系统、安全防护系统、轨迹规划等进行了总体设计,并分别对每个部分的设计问题进行提炼分析,提出相应的解决方案。这种爬壁机器人设备,能够模拟人工作业,并可以根据双机作业控制流程进行多机联动附壁作业,为机器化在船舶智能制造生产中的实际应用提供了参考。

介绍了国内外造船工业机器人研究历史,阐明造船工业机器人的规模性应用有限,特别是国内应用更加有限。结合当前造船产业规模较大的日本和韩国应用现状,分析了我国造船工业机器人应用不广泛等若干问题,面对问题对船厂提出了思考的改善建议,指出船厂在实施造船工业机器人应用及研发中的主体责任和关键问题,探讨了相关的解决对策。

建立了纯水射流冲击的数学模型,模拟了纯水射流冲击速度场。针对冲击性能,仿真分析了不同压力、不同口径和不同靶距的流场特性,根据冲击性能仿真分析结果提供的参数进行试验,运用扫描电镜对除锈形貌进行观测,结果表明：射流压力、射流口径、射流靶距等参数对冲击性能影响较大。根据仿真分析得到的优化参数试验,表明超高压纯水射流除锈效果较好。

船舶进坞船舶进港装卸货和修船停泊的首要步骤，船舶能否快速、安全地进坞直接影响修造船的工作效率和经济效益。驱动系统是船舶自动进坞的动力系统，提供船舶进坞所必要的牵引力。提出了船舶自动进坞的方法，对船舶自动进坞所需要的牵引力进行了计算，选择了驱动部件，并对所选择液压马达产生的自动进坞速度进行了校核。为船舶进坞大型自动平台驱动系统的选配提供了设计参考。

设计了船舶除锈超高压水射除锈系统，给出了系统的基本参数配置，泵组系统的工作原理，论述了泵组系统的基本组成，探讨了真空吸干回收系统基本功能，研制了爬壁机器人的实验样机。采用超高压纯水射除锈系统进行了综合除锈实验，试验结果表明：选用的除锈系统参数配置合理，超高压水射流除锈成套系统搭建方案可行。

以液压力检测试验台压力控制系统为研究对象，建立了该系统的数学模型，对影响控制系统特性的因素进行了分析。针对系统非线性严重的特点，提出了模糊PID控制策略，根据模糊控制理论，运用常规PID控制器的设计方法，设计出了模糊PID控制器。实验结果表明，与原有比例控制器和PID控制器比较，模糊PID控制器提高了控制系统的适应能力和鲁棒性，改善了系统的动态性能。

分析了超高压纯水射流剥离冲击机理，提出了一种超高压纯水射流冲击的流体模拟方法，建立了纯水射流冲击的数学模型，模拟了纯水射流冲击速度场。试验与仿真对比表明：仿真模型可靠。射流压力仿真分析表明：射流冲击产生一个能量大且集中的速度核．具有较大的冲击能力，射流压力对射流冲击性能影响较大。