随着陆地资源的日益减少,人类研制了各式各样的水下机器人以便开采海洋中丰富的矿产资源。海豚由于其出色的游动、跃升和翻滚的运动能力,进入了科研人员的视线。目前对机器海豚的研究大多集中在尾部和尾鳍的背腹式运动,本文将研制一款机器海豚,从海豚胸鳍的角度出发,探寻胸鳍拍动对机器海豚推进和跃升性能的促进作用。首先,本文介绍了国内外不同推进模式仿生机器鱼的研究情况,通过对鱼类胸鳍的运动机理研究,结合海豚的游动过程,基于生物学特征和运动规律建立了海豚胸鳍和尾部的简化模型。其次,提出了一种可实现椭圆轨迹运动的胸鳍推进机构和行波状摆动的尾部推进机构,模块化设计了一款机器海豚包括胸鳍推进模块、尾部推进模块、尾鳍推进模块及整体外壳。通过ADAMS对胸鳍推进模块的关键位置进行了运动学和动力学的仿真,建立了三维模型,通过3D成型打印和机加工对胸鳍推进模块及身体外壳进行了加工。再次,搭建了控制系统的硬件和软件平台,硬件包括主控制器、驱动模块、感知模块、通信模块,软件平台包括上位机软件设计与下位机软件设计,为后续实验奠定基础。最后,构建了一种能够实现椭圆运动轨迹的胸鳍运动模型并进行水动力仿真,采用动网格的方式使机器海豚胸鳍按照预定轨迹运动,在不同参数条件下输出周期性变化的推进力和升力。以仿真为前提,在控制变量法的理论基础上进行了直游、转弯及跃升实验,得到了胸鳍击水角度和拍动频率与海豚运动性能的关系曲线,对实验数据进行分析总结得到规律。本文完成了仿生机器海豚的整体三维建模并针对胸鳍推进模块进行了仿真与实验,为进一步研究仿生胸鳍及机器海豚的运动机理和游动规律打下了坚实的基础。