作为人类探索和开发海洋的助手,水下机器人在海洋开发领域有着多方面的用途。水下机械手是水下机器人的重要组成部分,其液压控制系统目前大多采用电液伺服控制,但由于伺服阀的成本昂贵、对工作环境要求较高等缺陷,本文尝试将电液比例控制应用到水下机械手的液压控制系统中,对其进行设计和研究。本文通过对水下机械手国内外研究的分析,对其外部布置和整体结构进行设计。根据工作要求,对水下机械手进行了自由度和运动学的研究,确定6个自由度的水下机械手为本文研究对象。设计其关节模型,利用三维绘图软件PRO/E对其进行三维模型绘图,并根据模型对水下机器人内部液压系统进行设计研究,设计水下机械手的电液比例控制系统。通过对电液比例阀中的比例放大器、先导阀、主滑阀等数学模型的构建得出电液比例阀的传递函数,又通过对滑阀流量方程、液压缸流量连续性方程和液压缸和负载的力平衡方程等数学模型的创建,得出液压缸及其负载的传递函数,与位移传感器反馈方程结合,为进行之后的系统仿真构建水下机械手电液比例控制系统的传递函数,并根据实际情况对各数学模型进行合理的化简。对现有机械手控制方式进行分析,选定控制方式为主从对称双向型控制系统，建立大臂主从手控制系统的数学模型,对相关参数进行计算和选取,利用Matlab/Simulink软件对系统性能进行仿真分析,并利用PID校正来提高系统的动态性能、控制精度以及稳定性,最后通过对仿真结果的分析,验证了电液比例控制系统在水下机械手液压系统中的可行性,满足水下机械手对定位和控制精度要求,并有其独特的优越性。