本文以开架式海参捕捞ROV为研究对象,在结构设计、动力学建模及控制系统等方面进行了深入研究,并进行了水下运动及海参捕捞实验。本文在对机器人的功能要求深入分析的基础上,对其结构进行了分层次、模块化设计。主要包括机器人推进器的计算选择与布置的方案设计、主体框架与浮力匹配材料的选择及结构设计、机器人水下照明及CCD的选型与布置设计、机器人电子密封舱及其固定方式的设计、海参吸取模块的设计等。针对机器人在放置及吊装工况下,应用有限元分析软件对主体框架进行了结构强度的可靠性计算仿真,验证了上述工况下机器人工作的可靠性。建立了海参捕捞机器人的动力学模型。根据海参捕捞机器人的工作环境及结构特征对动力学模型进行了分析简化,采用计算流体力学软件对其进行了水动力性能分析,并通过二阶曲线拟合获取了相关水动力系数;基于以上研究完成了动力学模型中未知参数的辨识工作,建立了机器人的动力学模型。对PID双闭环控制算法在机器人定深及姿态自稳控制的适用性进行了深入研究,并在此基础上研发了控制系统,实现了机器人上浮下潜、各方向水平和旋转的可控加减速及匀速平稳运动,以及目标海参的吸取捕捞工作。本文研制了机器人样机,并先后进行了水下运动和水下捕捞实验。通过实验,充分验证了机器人结构上的合理性、控制系统的稳定性和海参捕捞的可用性。