多样化的海洋探测任务以及复杂多变的工作环境对无人水下航行器推进系统性能提出了更多、更高要求,近年来针对海洋生物的仿生理论与推进技术研究也因此成为研究热点。海狮是海洋哺乳动物中仅有的使用扑翼在游泳时产生推力的动物,其独特的三相推进方式融合了水翼法及划动法的推进原理,具有极高的推进性能及操控性,并且能够较好的适用于无人水下航行器,对于探索新型水下驱动方式具有重要的研究意义与实用价值。然而,现阶段仿生海狮前鳍推进技术的研究仍未起步,相关研究也仅限于海狮生物原型的观察与测试。为此,论文以海狮科的代表成员加利福尼亚海狮（Zalophus califomiaus）为仿生生物原型,以中小型无人水下航行器应用为背景,首先通过对海狮形态学的研究,获取了生物原型体态特征及肢体参数,探究了海狮前鳍运动特征及推进机理,建立了生物形态及运动特征与机械结构的映射。通过摆盘机构与RSSR空间曲柄摇杆机构的串联组合,研制了一款仿生海狮前鳍推进机构。应用Solidworks软件Motion模块对该机构进行运动分析发现,通过调整RSSR机构中连杆长度,不仅可以实现对海狮前鳍运动特征的模仿,而且还可以模仿海龟及蝠鲼的扑翼运动。仿照海狮前鳍骨骼构造及外形特征,开发了一套能够安装于推进机构上的仿生柔性前鳍。使用3D打印尼龙骨及柔性弹簧铰链构成内部骨骼,放入模具中灌注硅橡胶固化成型,以实现与海狮前鳍相似的柔性特征。基于设计的仿海狮前鳍推进机构及仿海狮柔性前鳍,开发了仿海狮柔性前鳍推进装置。将仿生前鳍视为刚体,基于齐次变换矩阵,建立了仿生推进装置的运动学模型,获得了与Motion仿真结果相同的结论。为研究仿生柔性前鳍展向柔性对仿生推进装置推进性能的影响,采用固定推进法开展了水池试验。通过将前鳍展向变形与其推力特性关联对比发现,推力峰值通常在前鳍展向弧度达到正向最大的时间点之后出现;相比于其他扑翼运动方式,类海狮前鳍运动方式有着较小的展向弧度幅值,且弧度峰值与推力峰值出现的时间较晚,表明桨相阶段发挥的重要作用;对比刚性前鳍,柔性特征使得柔性前鳍在恢复阶段及桨相阶段中提升了效率,在扑动开始时前鳍尖端被迫下移,并在后续运动中持续滞后于刚性前鳍,从而补偿了柔性前鳍远、近端的速度差,提升了推进的稳定性。为验证仿生海狮前鳍推进装置的推进性能,搭建了水下轨道实验平台并进行水池实验。使用固定推进法及自主推进法测试了装置在不同参数下的推进性能,分析了不同参数对推进性能产生的影响,结果表明类海狮前鳍运动方式在不同参数下均具有最好的推进性能,装置达到了最高约0.4 m/s的瞬时速度,验证了海狮前鳍推进技术的优势。