在海底电缆抢修任务中,针对多层海底脐带缆的切割需求,提出一种基于水下机器人作业的水下液压剪切机构。结合海底脐带缆多层复合及金属绞线的特殊结构建立剪切失效模型,并对水下液压剪的切割机构进行设计。运用Abaqus软件分析切割过程中脐带缆的力学响应,对脐带缆逐层连续变化的力学特性进行研究,提出海底脐带缆切割需要满足的剪切力及水下液压剪机构的主要参数。

以绳系辅助离轨系统为背景，考虑到大气阻力摄动和子星——返回舱的非质点因素，返回舱与绳系辅助离轨系统的相对姿态将产生大幅周期性变化，这将影响或破坏系统的稳定性；同时三自由度下绳系系统的展开控制和绳系系统横向振动抑制控制也对返回舱姿态的稳定性和精度提出了更高的要求。基于此，本文建立了大气阻力摄动下的绳系系统的展开动力学和返回舱姿态动力学模型；并在此基础上，设计了绳系辅助离轨系统的相对姿态跟踪控制策略。通过数学仿真来验证大气阻力摄动下该姿态跟踪控制算法的有效性，结果表明，该控制律能够有效控制绳系辅助离轨系统的相对姿态，满足展开控制的需要。