在现今的水下隧道基础建设中,相对于盾构法而言,沉管法由于其埋深浅、防水性能好、断面灵活多样等诸多优点,使其在水下隧道建设方案选择上占有重要的位置,沉管对接是沉管隧道施工的关键工序,而沉管对接测控技术是沉管精确对接和隧道顺利贯通的保障。由于沉管隧道工程建设的复杂性、隐蔽性、重要性和一次性等特点,工程质量,特别是沉管对接过程的质量控制具有非常重要意义。本文首先对沉管隧道工程中水下检测作业的主要内容、作用、主要技术手段以及对其发展方向进行了研究,然后探讨如何将传统的人工下水检测转化为水下机器人检测。从水下检测技术的发展和应用可以看到,水下检测技术的应用能够大幅提高沉管隧道工程水下施工过程中质量的可控制性,从而能够更好保证工程质量,加快工程进度,更加精确的测量沉管的对接情况,减少人工误差。如今的带缆遥控水下机器人（ROV）是探测和开发海洋的“先锋”,已经成为一种重要的水下作业装备,并广泛应用于内河堤坝检测、海洋结构的安装与维修、深海资源探测、海洋管线检修及水下应急搜救等领域。但是鉴于现有的ROV大都以水下搜索、录像、探测等基础功能为主,未能在水下沉管隧道接缝的检测作业中发挥作用。另外一方面,传统的潜水员下水作业的工作效率较低,且高压环境对潜水员的生理和心理影响较大,因此如果能设计出一个专门运用在水下沉管隧道接缝检测工作中的机器人,必将很大程度提高水下沉管隧道接缝检测作业的效率和精度。故本文对现有ROV的结构形式、应用背景、功能配备、机械设计深入分析,设计出了专门适合水下沉管隧道接缝检测的机器人,完成了检测机器人的系统方案设计和结构设计。它利用多个横向和纵向推进器驱动检测机器人运动,进而实现水下沉管隧道检测机器人在水下的行进及检测任务,该水下沉管探测机器人针对性强,能够很好的完成沉管隧道接缝的检测作业任务。本文针对水下沉管隧道接缝检测机器人的作业特点,设计了独特的多螺旋桨推进系统。该系统由两个纵向推进器和四个顶部推进器组成,对称布置在机器人主体及顶部两侧,每个推进器由螺旋桨、导流罩组成,通过控制六个螺旋桨不同速度的推进,可以组合产生不同方向的推力作用,从而推动机器人实现任意方向的运动。本文对水下沉管隧道接缝检测机器人的各部分结构进行了详细的分析和设计。利用Solid Works完成水下沉管隧道接缝检测机器人水下部分的虚拟建模、结构的布置和装配。之后对水下沉管隧道检测机器人进行受力分析,通过动力计算,完成了推进器电机的参数的选择。然后确定了各子模块的结构型式,基于有限元计算软件Simulation对关键的载体框架进行了强度校核并对水下机器人部分进行了动力学仿真分析,结果表明设计强度和动力参数均满足使用要求。本文针对性较高地设计了一个水下沉管隧道接缝检测机器人,能够解决水下沉管隧道接缝检测难度大、精度不高的问题,减少潜水员人工下水作业所带来的局限性和降低作业风险,提高水下沉管隧道接缝检测作业的效率。该机器人结构的设计能够为以后沉管隧道接缝检测作业机械化提供参考,在此领域具有重要意义,也能够不断提升我国核心技术的创新力。