相对于陆地,海洋更加宽广,且蕴藏着巨大的资源,随着科学技术的发展,人们越来越重视海洋资源的开发和保护,世界各国相继研制出各种类型的水下机器人。半潜式无人艇属于水下机器人的一种类型,其结构是参照水面无人艇和水下机器人设计的,能够有效降低海水表面浪区的冲击和影响,进行快速的信号接收和处理,代替人类去完成水下作业。本文利用模块化的设计方法设计了一种新型的半潜式无人艇,详细设计了各个组成模块,并进行稳性设计和运动稳定性分析,该艇可在近海或较大的湖泊中进行监控和水质检测。本文的主要工作如下:根据半潜式无人艇的结构特性,采用模块化的理念对其结构进行设计。根据模块化的理念,从接口约束关系方面对该艇的功能进行分解,将功能和接口约束关系相关程度较大的零部件间归为统一模块,将该艇划分成八个模块:控制系统功能模块、支撑架装置模块、左能源装置模块、左传感器装置模块、左驱动装置模块、右能源装置模块、右传感器装置模块和右驱动装置模块。在半潜式无人艇划分的功能模块基础上进行布局设计,对组成的各模块进行详细的结构设计。对能源装置模块和驱动装置模块进行了静密封和动密封设计。该艇的水下部分采用具有高稳定性的双艇体设计,以降低双艇体运动时所受到的水阻为目标,在艇体长度和宽度确定的情况下,通过FLUENT仿真确定艇体艉部和艏部的结构尺寸以及两个艇体之间的最优间距。为了使主艇体壳体强度满足水下作业的要求,根据强度要求对主艇体的壁厚进行设计,并使用Simulation软件对单个艇体的壳体进行静应力分析。对半潜式无人艇的稳性进行研究。首先根据稳性要求,以配重块为设计变量,建立半潜式无人艇整体结构的重心与浮心计算函数,根据稳性的判断准则,计算得到配重块的质量。然后建立半潜式无人艇的动力学模型,通过运动稳定性的判据进行了水平面静稳定性和动稳定性分析,针对运动稳定性不足的结果,提出正确设计控制系统来实现航行稳定性的建议。最后制造出样机,进行湖试和海试,验证半潜式无人艇结构设计的合理性,试验表明设计是正确的。