海参(海胆)等底栖生物拥有很高的药用和经济价值,市场前景广阔。人们生活水平提高的同时,对海参(海胆)的需求量逐渐增加。目前人们捕捞海参(海胆),还是靠人工捕捞为主。水下捕捞作业条件恶劣,不确定因素较多,具有一定的危险性,安全系数低。现有的海参(海胆)捕捞机器人结构简单、稳定性差、捕捞海参(海胆)数量有限、捕捞效率低下。因此本文设计了一款用于水下海参(海胆)捕捞的水下捕捞机器人,并进行了相关技术研究。研究如下:设计了水下捕捞机器人的总体结构。分析了捕捞机器人的相关技术参数和各机构。航行推进鳍装置,采用曲柄摇杆机构推进捕捞机器人在水下运动,运用计算机仿真技术求出曲柄摇杆机构中连杆和摇杆的最佳长度,求解出最大的极位夹角、最大的行程速度变化系数和最小的传动角;潜浮装置,采用防水电机和螺旋桨组合的方式来推进捕捞机器人的潜浮运动;捕捞机械手装置中末端的捕捞机械爪采用曲柄滑块机构,利用计算机仿真技术对连杆和滑块进行运动分析,求出所需的运动参数;分析了耐压电子舱中的关键部件电子舱壳体,明确了其设计方法和校核要求,通过仿真分析求出耐压电子舱壳体的应力。设计了水下捕捞机器人的控制系统。建立了捕捞机器人六个方向运动的运动学方程,论述了定系与动系之间的矩阵转换原理;设计了运动控制总体框架图,对防水电机、Beagle Board驱动器件和Arduino Mega2560控制器进行了选型设计;分析了摄像头视角转换功能原理与设计方法,对照明系统进行了选型设计;采用了激光测距技术,详细分析了测量机器人和海参之间距离的脉冲法;在CSMA/CD技术局域网控制模块中,分析了通过控制器改变电脑无线网的IP设置和子网掩码,进入到CSMA/CD技术局域网操作平台,实现对水下捕捞机器人的水下运动控制和拍摄。水下捕捞机器人的密封与平衡设计。分析了密封的重要性,进行了静密封设计。在静密封设计中,分析了O形圈密封原理、尺寸设计与选择、圈型校核和在实际制造中的安装位置与实际密封效果。平衡性中,分析了了重心位置、浮心位置和稳心高三个参数的重要性和计算方法。分析了捕捞机器人在水下竖直方向上的受力情况,得出浮力大于重力,计算出重心位置和浮心位置的坐标差值,验证出水下捕捞机器人在水下运动时平衡性良好。分析了水下捕捞机器人水动力学性能。采用流体仿真理论,分析了控制方程和湍流模型的原理。在水动力学仿真过程中,对模型进行了必要的简化处理,并基于CFD技术施加计算域、划分网格,设置边界条件,计算求解,仿真出捕捞机器人的升力、阻力、力矩、残差四条曲线图和正压力、压力云、流线分布、速度云等四种水动力图像,得出捕捞机器人尾部发生了流动分离的现象,耐压电子舱头部所受压力较大,并为以后设计制造提供理论依据。分析了水下捕捞机器人耐压电子舱的水下运动和不同角度的拍摄实验。验证出了捕捞机器人耐压电子舱在CSMA/CD技术局域网运动控制界面中水下六个方向的运动情况良好,拍摄到的不同视角的画面清晰明亮。耐压电子舱壳体的受力状况良好,没有发生形变。O形圈的选型和安装位置准确,耐压电子舱、电池舱与端盖连接处的密封性良好。