自二十世纪以来,人类对陆地资源开采日益加剧,地下蕴藏资源日益稀缺。然而,为了更好地适应人类在国防科研、日常生活中对资源、能源的需求,对海洋资源、能源的开发与利用逐渐成为科学家们研究的对象。科学家预言:海洋将成为人类开发的新领域。随着人类对海洋资源开发和海洋科学研究需求的不断提高,人类逐渐使用机器作业代替人工操作,从而使人类更好地探索未知领域。伴随水下机器人-机械手系统(Underwater Vehicle-Manipulator System)的发展,除执行观察监测任务外,系统还被寄希望于完成定点取样、水下结构物的建造和维护等更为复杂的操作任务。因此,对水下机械手结构的设计及动力学研究具有重要意义。　　首先,根据水下机械手大致工作空间,初步设定水下机械手各手臂长度,运用MATLAB软件,以手臂抓取最大重量的负载为边界条件,机械手质量最轻为优化目标,逐步迭代计算出最优水下机械手臂厚与臂长;水下机械手末端执行器在工作过程中处于悬臂状态,运用ANSYS分析软件,可以直观地显示末端执行器的挠度,为后期的运动控制补偿提供精确数据。　　其次,本文的机器人工作在水下环境,因此水下机器人-机械手系统处于浮游状态,本文采用Denarit-Hartenberg方法分析水下机械手运动学问题,通过运动学的反解,从而求出每一位置对应的关节角度,从而可精确地轨迹规划;在运动学分析基础上,本文采用牛顿-欧拉建立水下机械手的动力学方程,解析水下机械手动力学模型,从而为分析在水下动力学特性奠定基础。　　最后,通过机械手三维模型的建立及水下机械手运动学、动力学的分析,在ADAMS分析软件中模拟运动。由于本体处于水环境下,在虚拟仿真中,通过对机械臂施加不同的驱动力,可以得到机械臂在不同的展开方式情况下,对本体的耦合影响情况。从而为在后期控制过程中,通过运动补偿抵消由于机械手臂展开过程中对本体的耦合影响。