随着核能发电技术的不断完善,许多国家建立了核电站。核燃料棒在反应完成后仍有很强的放射性,为保证安全,储存在乏燃料棒蓄水池中。为实现快速、实时的对水池中乏燃料棒盘点库存和对池中杂物进行打捞,设计一台用于浅水环境的小型水下机器人。本文对水下机器人的发展现状进行研究,根据实际需要,设计一台浅水水下机器人的主体结构。根据工作环境和工作任务要求,机器人主体在水池中可以实现六自由度灵活运动,在水中完成定点悬浮,调整自身姿态。对水下机器人搭载的设备,压力传感器、视觉传感器等进行选型。调节水下机器人主体平衡,使重心与浮心满足平衡要求。建立水下机器人动坐标系与定坐标系,建立它们之间的变换矩阵。建立水下机器人运动学与动力学数学模型。运用ANSYS Workbench 14.0力学分析软件对水下机器人主体框架、密封舱等进行强度校核,判断在水池中能否承受水压而不损坏。运用Fluent软件分析机器人主体以不同航速、不同航向在水中航行时的受力情况。拟合水下机器人主体水动力曲线,求解水动力参数。