运动稳定性问题，无论对于基础理论研究还是应用技术都是一个关键性的问题，而且运动稳定性的研究往往成为一个工程能否实现的关键。水下机器人运动稳定性的研究就是通过选择稳定性良好的外形结构及其相应的运动稳定性理论和试验研究，为水下机器人的操纵性和控制系统研究奠定基础。 本论文基于国内外水下机器人设计的成功经验，通过对水下机器人结构设计因素的分析研究，成功设计了三连体、七螺旋桨水下环境监测机器人的外形结构，并提出相应的整体平衡策略和平衡方法；在此基础上，对其水动力特性进行分析、建模，最后利用运动稳定性分析理论和实体试验对其运动稳定性进行了验证。理论分析和试验结果证明：采用三连体、七螺旋桨水下机器人结构恰好可以满足水下机器人进行海洋环境监测的需要。 全文共分六章： 第一章首先引入水下机器人的背景知识，然后分析了水下机器人在国内外的研究现状以及运动稳定性理论在水下机器人上的应用，最后提出了课题研究的目的、意义和主要内容。 第二章在对水下机器人结构设计因素进行归纳总结之后，优化设计了三连体、七螺旋桨水下环境监测机器人的外形结构，并提出相应的整体平衡策略和平衡方法。 第三章分析了水下机器人的水动力特性，然后针对三连体、七螺旋桨水下环境监测机器人建立了相应的水动力模型。 第四章通过水下环境监测机器人的数学模型和推力仿真，对其在水平面和垂直面内的运动稳定性进行了理论研究。 第五章通过设计的三组实体试验(实验室水池水平面运动稳定性试验、实验室水池垂直面运动稳定性试验和工作水域运动稳定性试验)对水下机器人的运动稳定性进行试验验证。 第六章总结全文，阐述本论文的研究成果，并提出了下一步的研究方向。