如今,随着陆地资源的过度开采和新能源开发技术的不成熟,人类将目光投向了海洋。海洋占据了地球表面约71%的面积,具有丰富的生物资源、矿产资源、能源、水资源等,因此对海洋的开发和利用日益成为世界各国的战略重点,中国迫切需要进一步发展海洋技术,提升我国海洋作业水平和能力,因此许多研究所开始涉足水下可穿戴外骨骼设备的研制与开发。但由于海洋水下环境恶劣危险,其水域的不可预测性导致了水下可穿戴外骨骼设备数量屈指可数水下外骨骼设备的研发难度相当大。人体在水下潜行时,绝大部分的体力用来克服相当大的水阻力,这导致了普通人仅靠自身的体力在水下潜行时不可能坚持太长的时间,同时可穿戴设备的续航能力也决定着潜水人员在水下潜行的时间。因此本文将对人体在水下不同速度所受阻力进行分析,设计出一款可穿戴充电式智能调速潜水助力系统。首先,本文对潜水助力系统进行整体设计。通过对一个成年人体模型的流固耦合分析,得出在不同的水流速度下人体所受到的水阻力,并通过动画仿真得出人体在水下潜行时重心的位置,以此来确定本套系统的结构、材料外型,实现推进器的选型、加速度传感器选型与布局,制定电源系统方案及推进器智能驱动系统总体控制策略。其次,本文对系统所配备的肢体频率采集系统进行设计,分别从硬件设计、软件设计和实验调试三个方面进行。通过加速度传感器采集的三轴加速度的数据,选择周期变化性较大的轴加速度数据进行数字滤波处理,并判断其是否满足肢体有效摆动的条件,采集到所设定的次数后计算肢体摆动的频率。然后,详细阐述了基于肢体频率控制的推进器智能驱动系统设计过程。推进器智能驱动系统根据肢体频率采集系统所计算出的频率所在的区间,输出该区间所设定的PWM信号驱动推进器电机转动,同时通过编码器测得推进器的转速,使用PID控制以确保推进器的转速始终稳定在设定转速值附近。最后,本文对外骨骼系统所配备的可携带充电装置进行设计,可携带充电装置目的是提高整套系统的续航能力。首先对充电系统的结构及其发电原理进行设计和解释,再通过公式推导出所设计充电系统理论上所产生的电能,通过作图的方式说明了产生电能最大化的方法。