伴随全球经济的快速发展，世界各国对于能源的需求越来越大，面对日益紧张的陆地资源，人们逐渐将眼光转向深水海洋领域。随着越来越多的深水油气开采设备投入使用，脐带缆作为油气开采设备必不可少的能源补给及信号传输的纽带，在油气开采过程中起到了至关重要的作用。脐带缆铺设装置是铺设脐带缆的专用设备，而深水脐带缆铺设技术被国外少数公司所垄断，面对日趋激烈的海上油气资源开采趋势，研发一套具有自主知识产权的脐带缆铺设装置显的尤为重要。本论文分析了深水脐带缆铺设装置国内外的发展现状，通过对国内外相关产品的调研分析及相关文献资料的搜集，确定脐带缆铺设装置的特点及应用范围。查阅国内外相关技术文献，分析脐带缆铺设装置作业环境下的风载荷及波浪载荷对装置的影响，并根据国外相关产品技术参数，确定装置作业时各工况下的受力情况。根据脐带缆铺设装置各作业工况下的边界条件，对底座锁紧机构及行走机构进行方案论证，确定最优方案并对进行详细结构及零部件的设计。重点对底座锁紧机构压紧卡爪、固定铰链轴进行设计计算及理论校核。通过三维软件UG进行模型的建立，并对结构进行运动干涉检查分析确定结构设计的合理性。通过有限元分析软件ANSYS对底座锁紧机构及行走机构的关键零部件进行强度及刚度的校核，确定结构的强度及刚度满足要求。通过ANSYS拓扑优化模块对压紧卡爪及压紧块进行优化设计，确定结构的最优方案。对底座锁紧机构建立运动学方程，通过MATLAB对底座锁紧机构进行运动学仿真分析，验证机构运动的可靠性。然后通过ADAMS再对其实际运动过程进行运动学及动力学仿真，对比运动学方程的仿真结果，确定仿真结果的正确性。通过ADAMS对行走机构在推动机架运动及拖动机架运动工况下进行运动学仿真，得到合理的运动控制时间，使机架的运动速度满足设计参数的要求。