海洋是人类宝贵的资源,渔业是沿海国家及地区的收入来源,它为全球数百万渔民的脱贫致富做出了贡献。但我国水产养殖与渔业捕捞行业却存在着过于依赖人工的问题。当前的主流水产品捕捞方法仍为聘请潜水员作业,以海参捕捞为例,工作人员需要潜入几十米的水中用手进行捕捞,这种工作模式导致了该行业成本较高效率低下。随着水下机器人技术的发展,其在水产养殖领域理应发挥更大的作用。使用水下机器人代替人工完成捕捞作业,可以降低工作风险、提高效率,因此研发一款自主水产品捕捞机器人具有一定的实用价值与理论意义。本课题来源于企业,目标是基于水下机器人平台,设计出一款捕捞系统,并将水下机器人与捕捞模块作为一个整体进行研究,使其能够代替人工完成水下捕捞任务。本文首先对当今国内外水下机器人研究进展进行了介绍,将水下机器人在水产领域的应用进行了分类,并总结出了现有产品的优缺点以及关键技术研究进展。通过查阅文献,发现目前国内并没有一款真正能够投入市场的使用的水产捕捞机器人,因此本文提出了一种全新的捕捞思路,对捕捞系统进行了结构设计。设计主要包括电机选型、捕捞零件设计、控制系统设计等。通过有限元软件对各部分结构进行了强度校核,分析了固定框架、吸筒选用不同材料的优缺点,确保其能够满足水下捕捞的工作需要。还对装配体进行了模态分析,完成了样机的制作。为研究水产品捕捞机器人水下运动的特性,建立了机器人的空间六自由度数学模型,并分析了其受到的重力、浮力以及水动力,同时推导了八推进器模式下的推力方程。为建立完整的水产捕捞机器人动力学模型,使用ANSYS CFX软件,通过CFD方法识别了水阻尼参数。考虑到装配体模型过于复杂,对其进行了简化,获得了水产品捕捞机器人的计算模型,之后通过混合网格划分方法完成了网格划分,以及边界条件、解算器设置等工作,应用k-ε湍流模型计算了水阻力,完成了后处理并得到相应的云图。经过数据拟合识别了主要的水动力系数。还进行了水下吸附性能的有限元验证,通过仿真方法得到拟合方程,并在实验之前得到了合适的转速数据。最后,介绍了水下机器人的姿态控制系统工作原理,设计了吸附电机控制系统,完成了对于吸附电机的调速实验,研究了吸附电机控制器与姿态控制器的结合方案。并完成了吸附性能验证的水下实验,从而进一步证明了本设计的实用价值。