随着海上打捞技术的不断发展,未来海上打捞机器人将向着自动化、机械化、高精度的方向发展,对海上高价值漂浮物的高效率回收将愈加广泛且重要。针对目前在高海况下的打捞,还不能实现自动化等问题,首次开展了重型自动打捞机器人项目的研究,本文针对应用于此项目的半实物仿真系统,对其建模和打捞模拟进行了展开研究。本文针对打捞机器人的具体结构,应用标准D-H参数法建立了打捞机器人的D-H坐标系,建立了机器人各关节和末端之间的运动位置关系,然后采用分离几何法解算机器人的逆运动学,为后续动力学建模和上位控制器设计奠定理论基础。在运动学的基础上,本文采取Lagrange方法建立了机器人动力学方程,并利用Pieper准则对动力学方程进行合理简化,然后在简化后的模型基础上,建立了浮动基座机器人动力学方程,并分析了船体运动对机器人动力学的影响,为自动打捞半实物仿真系统建立了模型和仿真基础;针对目标在海浪上的运动模拟,本文还搭建了目标运动模拟平台,同时考虑到目标在海浪中被碰撞后的运动状态,这时需要平台可以模拟目标在海浪上的阻抗特性,本章将在平台中加入阻抗控制器,最后通过仿真来实现目标运动模拟平台的阻抗特性,为后续仿真增添了目标运动的真实性。最后文中建立了整体的机械系统动力学模型和驱动系统动力学模型,搭建了基于运动学的控制框架,通过对机器人上各关节控制器的调节,采用Adams/Simulink联合仿真的形式成功实现了打捞机器人对动态目标的打捞模拟,验证了上下位控制器设计的正确性,同时还对抓取目标的可行性进行了简要分析。