从认识海洋向开发利用海洋是当今世界海洋领域研究的必然发展趋势。研究能够适应复杂水下环境的自主作业电动机械手及其关键技术，对提升我国海洋领域作业技术优势、维护海洋权益和海防安全等具有重要的科学价值和战略意义。在国家863计划项目“深海潜水器作业工具、通用部件与作业技术”的支持下，本文对能适应水下自主作业的七功能电动机械手开展设计与研究。　　首先，根据项目指标要求，除了遵循一般机械手设计准则外，结合机械手载体的特殊性，航行和作业的高自主性及作业环境的复杂性，研究设计了基于Solidworks的水下七功能电动机械手虚拟样机。上述机械手包括六个自由度和一个夹钳剪切功能，由肩模块、肘模块、腕转模块和夹钳剪切模块构成;具有内部走线、与外界隔离密封、高精度作业、轻质、良好流体动力性等优点。　　其次，为了验证机械手结构设计的合理性和进一步的结构优化，对机械手各关节进行静力学分析;同时，设计了基于Recurdyn和Solidworks的虚拟样机动力学仿真平台，模拟实际作业过程，以机械手肩模块为例，分析并求解出关节力、力矩随时间变化曲线;对关键构件进行有限元分析，分析并求解出构件最大应力应变。　　继而对机械手进行基础运动学建模和轨迹规划，用D-H法建立械手三维坐标系，对机械手进行运动学分析，求解出机械手及各关节的作业范围;为了研究机械手的逆运动学模型，采用几何法和牛顿欧拉法进行机械手逆运动学模型的求解。对机械手末端进行两点间的轨迹规划及优化，使用五次多项式完成静态目标在笛卡尔空间路径规划;引进机械手关节角目标函数，使用梯度投影法，设计出一种新的连续函数优化因子，得到良好的关节空间优化轨迹。　　最后，对机械手肩模块展开物理样机实验，通过对脉冲信号和余弦信号跟踪实验分析得出结论，肩模块响应速度快，控制精度高，验证了七功能水下电动机械手肩模块结构设计的合理可行性，满足水下自主作业精度要求，同时为后面模块的设计研究提供了实验依据。