船底附着的海洋生物和铁锈等污损物大大增加了行船阻力,为提高航行效率,减少人力清洗投入成本,很多学者对船底清洗机器人进行了研究,在一定程度上改善了旧有的清洗方式。但是,现阶段的船底清洗机器人研究多为单一领域的技术革新,缺乏整体系统性的功能设计,外观造型差,忽略了造型设计与功能革新的共同发展。因此,在系统功能设计的基础上丰富产品的造型语言是本研究的重点。船底清洗机器人产品创新设计借助TRIZ理论和意象设计方法,依次从背景研究、需求获取、系统功能研究、造型意象研究和设计实践五个阶段展开。首先,依据相关理论和船底清洗机器人研究现状,制定了TRIZ和意象双重驱动的理论集成模型和研究路线;其次,通过KANO模型对调研得到的初步产品需求进行分析处理,获得具有实现价值的需求指标并对其排序分级;再次,通过对船底清洗机器人的技术特征进行分析,构建基本的功能属性框架,利用TRIZ功能分析和创新解工具,解决功能矛盾,完善整体系统功能设计;然后,根据船底清洗机器人的功能语意表达,汇聚意象词汇,构建造型特征库,结合语意差异、因子分析、层次分析等方法,提炼出对主意象因子具有最大贡献值的造型特征组合;最后,完成船底清洗机器人设计实践,并进行设计评估和优化,形成了满足用户需求的产品创新设计方案。该研究解决了船底清洗机器人整体系统功能设计问题,丰富了具有产品语意表达的造型设计方案,验证了TRIZ和意象双重驱动的产品创新设计理论模型,提高功能与造型同步设计问题的可行性,为产品整体设计流程的开发和推进提供借鉴和参考价值。