ROV外接工具是辅助ROV完成水下一系列复杂工作的重要组成部分,主要分为:切割、探测、旋拧、浇注四大类,在海洋工程中起着重要作用。本文通过对现有各类型水下旋拧类工具系统的结构、工作特点以及反馈方式进行研究对比分析,针对现有的水下扭矩工具还需依靠进口,反馈方式单一,跨等级扭矩输出时需要回收更换输出接口的现象。本文以应用最为广泛的Class1-4为研究对象,提出一种“高适应液力扭矩工具系统”的方案,以期对上述问题进行改进。本课题来源于海洋石油工程科研项目“深水ROV操纵液力扭矩工具系统的原理研究及装置设计”,针对本文高适应性,对工具系统的反馈方式进行了研究,设计了一种配有两种测量方式的水下液力扭矩工具,一种是利用传感器进行扭矩、转数测量,并反馈到上位机进行监测,另一种是利用纯机械装置进行测量,通过ROV自带的摄像头进行读数。并以此为基础完成了水下液力扭矩工具系统的总体设计方案。针对机械式扭矩测量装置对其工作原理进行介绍,以碟簧的受力分析为基础,建立测量装置的转角与工具输出扭矩的数学模型并画出其曲线图。利用弹性力学的理论完成了特殊垫片的应变分析,利用材料力学知识完成了装置中弧形导轨三种支撑方式下的弯矩及变形分析,为后续的仿真分析提供理论基础。对关键零部件进行静力学仿真分析,利用ANSYS Workbench完成了三种支撑方式下弧形导轨以及特殊垫片的力学仿真分析,仿真分析结果与理论计算结果基本一致,通过计算完成了弧形导轨支撑方式的选择。完成了对输出单元的接口插槽和装置的外壳的静力学仿真分析,分析结果满足使用的要求。对装置中的角度测量机构进行ADAMS仿真分析,角度测量机构能够按照预想的进行工作,并得到扭矩-角度仿真曲线。最后,对工具中关键的零部件进行试验,包括输出单元接口插槽、轴向锁紧装置以及角度测量装置。对接口插槽进行强度试验,模拟插槽工作方式施加对应等级极限扭矩,观察插槽接触面情况。对轴向锁紧机构进行破坏实验,持续加大施加载荷,观察柱销状态,由试验结果验证了仿真与理论计算的正确性。对角度测量机构进行验证试验,通过两次试验多组数据绘制扭矩-角度曲线,曲线变化趋势与仿真曲线一致,通过曲线变化得到了工具系统的适用范围,并通过试验曲线与理论曲线求出理论公式的修正系数。