近年来,随着陆地资源的不断消耗,海洋的探索成为了新的发展趋势。然而大多数的海洋区域地形复杂,凶险未知,加上人类自身条件的局限性,无法长时间在水中工作,一时间海洋研究陷入了僵局。水下机器人的诞生解决了这一问题,它能够代替人类进入海底深处,通过搭载专业的摄像头和相关传感器设备实现对海洋的观察、测量、打捞等工作,极大推动了海洋事业的发展。目前利用水下机器人执行相关水下作业任务已成为人们研究的热点。本文所设计的水下作业机器人包含水下机器人主体平台和地面站平台两大部分:水下主体平台采用开架式的外形结构,用SolidWorks进行机架及耐压舱的机械结构设计,以STM32作为主控制器,利用Altium Designer软件设计核心控制电路板,包含电源、电机驱动、数据采集、图像采集等模块,连接成控制系统的硬件电路,并烧写相关程序进行系统的调试。程序中加入了PID控制算法,提高了控制效果。在协处理器树莓派中安装Linux系统环境,运行MySQL数据库和boa服务器;同时设计了上位机控制界面和网页端监测界面,通过局域网和串口的通信,实现了对机器人远程的运动控制和图像采集,测量的相关数据可在监测终端上实现显示、存储和查询。并最终通过水中的运动控制实验、数据采集实验、图像传输实验等验证了水下作业机器人系统的稳定性和可靠性。