研制了采用液压驱动的水下作业灵巧手,3个手指在一个液压马达驱动下,同时张开或收拢.为了限定3个手指跟关节的运动范围,需要设计3个手指行程限位控制电路.从液压马达正反转、内外侧行程限位开关等输入信号入手,依据手指运动规律,列出4个输入信号和两个输出信号间关系的真值表,推导出输入和输出信号间逻辑表达式,并在此基础上设计出行程限位电路.为了便于修改电路的逻辑功能,减少电路板上集成电路数量,控制电路的逻辑运算功能借助可编程逻辑电路实现.

坝面的裂纹、凹坑可能被大坝表面附着的泥沙覆盖,影响水下作业人员对大坝实际安全情况的判断。为大坝安全,水下检测时必须清除坝面泥沙,并保证坝面附近水域清澈。根据实际需求,设计出一种大深度潜器冲吸复合清淤工具,由水下电机、离心泵、射流泵、控制阀组、冲洗与抽吸复合喷头组成。对作业工具不同的工作模式进行了CFD模拟仿真,并开展了作业工具陆地环境的模拟试验。结果表明,所设计的装置可以有效实现不同工作模式的转换,已装备于我国首艘大坝检测载人潜水器。

为解决深水大口径油气管道卡箍式连接件安装不便的问题设计了基于无人遥控潜水器的水下管道卡箍式连接件安装机具主要包括连接件库、机械手、液压力矩扳手和控制系统等。设计的机械手既能满足抓取的唯一性又能保证连接件不会滑落。根据力学特性对机械臂闭合液压缸的运动情况进行了分析得出了重心位置会对连接件的运动速度造成影响的结论。连接件库的设计使得装置减少了升降频率减少工作循环时间。安装机具在无人遥控潜水器的配合下进行作业可以实现大口径油气管道卡箍式连接件的快速安装。最后结合制作的实物模型对连接件的安装作业流程进行了说明。

水下作业系统大多采用液压驱动。本文设计了一种握力传感器并对其性能进行研究，建立了控制机械手爪的电液位置伺服系统，在此基础上，构成了基于电液位置伺服系统的机械手夹持力控制系统，采用带有可自动调整的智能权函数的模糊控制器来控制机械手夹持力，并进行了实验研究。实验证明，使用这种控制方法系统响应快、超调小、控制精度高、能够满足机械手爪抓取作业时对夹持力控制的要求。

论文介绍了海水液压作业工具系统的工作原理、关键技术问题及样机和试验结果。该系统同电动、气动或油压工具相比，具有诸多独特的优势，在海洋开发、船舶工程等领域均有广阔的应用前景。

基于水下精细作业任务需求，阐述了手爪关节驱动形式的选择过程，满足水下作业灵巧手体积小、效率高、负荷大、结构相对简单的要求．并在此基础上，探讨了接触力控制液压回路设计的基本思路，双闭环接触力控制系统的工作原理．为了精确地控制手指与目标间接触力，液压伺服单元选用Moog公司的D633系列伺服阀，实现接触力连续控制．

介绍了一种海水液压动力驱动的水下作业工具系统。该系统由电机或内燃机作为原动力，包括动力源、作业工具以及胶管总成等部分。作业工具包括由海水液压缸驱动的往复型工具和由海水液压马达驱动的旋转型工具。系统直接从海洋吸水，做功后直接排出系统，应用于水下作业时具有结构简单、效率高、自动压力补偿等突出优点，是水下作业的理想选择。该系统同样能以淡水作为工作介质，适用于陆地水源地附件和水面作业。该工具系统在海洋开发、河道工程、港口码头等领域均有广阔的应用前景。