随着科技的发展和社会的进步,人们开始将目光转移到海洋资源的开采中。水下环境复杂多变,如低温、高压、紊流、可视性差等因素使得工作人员在执行任务过程中充满了危险。因此,具有不同功能的水下机械臂相继被研发出来用于水下作业中。目前,适用于水下作业的传统刚性机械臂已有大量的研究。但是,传统刚性机械臂将驱动电机安装于臂身上,在增加手臂重量的同时,使得手臂内部留有空腔,还需考虑水压对手臂壳体挤压的影响。传统刚性机械臂都是通过一定数量的驱动电机控制手臂躯干,而较长的手臂躯干使得机械臂无法在一系列狭小、受限、非结构化的空间内灵活运动。因此,针对传统刚性水下机械臂的不足,本文提出了一种由绳索驱动、具有较好的灵活性与柔顺性且能够在水下环境工作的连续体型机械臂（简称柔性臂）,具体内容如下:首先,本文针对柔性臂机械系统进行了整体的结构设计。确定出适合于本课题的手臂关节类型与尺寸。对电机输出轴与通讯接口处进行水密封设计,从而适应于水下工作环境。对驱动系统创新设计,减少驱动电机数量从而获得更加紧凑的机构与较轻的机身重量。整套机械系统总长1332 mm,其中手臂部分总长800 mm。其次,根据几何分析法,建立了适用于本套柔性臂的运动学模型。将绳孔在关节平面上同相位分布,从而简化了运动学模型。并分析了关节空间、驱动空间、操作空间的相互映射关系,利用齐次坐标矩阵对柔性臂末端的位姿进行表示,并进一步考虑了三级手臂段绳长变化的耦合关系。利用MATLAB对运动学模型仿真,得到柔性臂的工作空间。再次,基于虚拟样机技术对柔性臂部分进行仿真,在验证运动学模型的同时,也验证了手臂结构设计的可行性,并在此过程中进一步优化手臂关节。最后,制造出柔性臂原理样机,对其进行了弯曲试验、负载试验与精度试验。在水下目标物抓取试验之前,进行了气密性试验与水密性试验。水下目标抓取试验的成功,验证了柔性臂从结构设计到运动控制的可行性、可靠性。本课题的研究为连续体型机械臂在水下领域作业提供了一定的工程应用基础。