随着陆地资源的日益紧缺,人类将目光投向了广袤的海洋,军事上的综合制海、科学上的海洋探测、经济上的海洋资源开发受到各国高度重视。水下对接技术是完成上述水下作业的关键技术之一,目前世界各国都在积极研发潜水器的新型对接装置及技术。为解决失事潜艇纵横倾角过大救援对接极为困难的问题,本文研制了一种新型的水下对接装置,利用该装置可以增大水下对接时救援的倾斜角度,降低对接过程中潜水器的操纵难度,提高对接的成功率及效率,具有重要的理论意义和实用价值,在海洋开发及援潜救生的领域中具有广阔的应用前景。论文综述了国内外援潜救生装备及其对接技术的发展现状,通过对比分析,提出了采用活动转裙的新型对接装置总体方案,设计了对接转裙的具体结构,建立了转裙对接运动方程,进行了转裙对接作业时的运动仿真,验证了运动方程模型的正确性,确定了对接转裙可行的作业范围。由于潜水器设计指标是在1000米水深区域内作业,转裙耐压壳的强度及稳定性必须得到可靠的保证。文中对转裙的固定裙、方位裙及角度裙利用解析法和有限元方法进行了承载能力分析,确定了耐压壳的结构尺寸,并对其进行了优化设计,确保转裙的质量最小。建立了潜水器对接碰撞的动力学方程,并对优化后转裙对接碰撞的动强度进行了仿真分析。根据转裙的工作特点,设计了转裙的密封结构,由于转裙的密封槽尺寸为非标设计,利用有限元方法进行了密封结构的数值模拟研究,优化了密封槽的结构尺寸,减小了密封圈的应力集中,延长了密封圈的使用寿命,获得了可靠的密封效果。为了实现转裙位姿的精确控制,进行了转裙的液压伺服控制系统研究,建立了液压伺服阀控位置控制系统模型,对液压伺服系统频率特性进行仿真和分析,设计了该系统的控制器,改善了系统响应的快速性和精度。研制了转裙的实验样机,设计了完整的转裙样机实验系统。对转裙的密封性能、转动灵活性、耐压壳体的强度及稳定性进行实验研究。结果显示所研制的转裙对接作业时运转灵活、位姿控制精确、强度及稳定性均满足要求、对接成功后密封可靠。