随着地球上资源枯竭问题的严重,海洋开发越来越受重视,但是海洋条件恶劣,使用水下机器人和作业机械手已成为海洋开发的重要手段,代替人类去观测海洋、调查海底地质和采掘资源,自主作业的水下机械手更是强有力的工具。本文主要对自主作业的水下机械手的三维定位功能进行阐述,给出了实现三维定位功能的视觉和接近觉的安装示意图;对接近觉传感器的种类,及各类型的优缺点进行了详细说明;对最终采用的超声波探头的可行性、工作原理、优缺点进行了分析,针对其不足之处采用高频、窄波束角的多探头阵列进行优化。根据探头的工作条件、测量精度及可靠性的要求,分析发射电路、接收电路的工作原理,给出了其组成结构框图;对发射电路的谐振及其隔离、接收电路的放大、滤波进行了详细的阐述,对重要的参数进行了计算;控制电路采用了两种控制方式,对两种方式进行了对比。接近觉研制成功后,设计了其控制软件,给出了软件流程图;并对其软件、硬件分开进行了调试,给出了一些关键的实验照片及实验数据;对实验中的照片和数据进行了说明,对曾经出现的问题进行了分析,给出了解决办法;在软件、硬件分别调试成功后,进行了联合调试,在实验室中达到了预期的效果。文中最后根据设计、研制的心得,指出了接近觉可以进一步改进、优化的地方,为下一步研究指明了方向,说明了发展的趋势。