海洋占地球表面的71%,蕴含着大量的生物资源、能源、水资源和金属资源,水下机器人是海洋探测与开发的重要工具。作为移动式水下工作平台的自治式水下机器人(AUV),其实用价值很大程度体现在搭载和释放海洋仪器设备的能力上,因此开展面向水下机器人的搭载和释放技术研究具有重要意义。本文主要研究了一种面向AUV的水下模拟搭载装置,该装置由释放单元和信标单元组成,其中释放单元固接于AUV,信标单元不仅能通过释放单元被AUV搭载和释放,而且信标单元自身能够搭载和释放模拟载荷,最终实现海面回收,该装置既可以消除AUV“一次释放”所产生弊端,又可以灵活搭载各种模拟载荷至水下完成作业任务,避免重复研制具有不同功能的搭载装置,提高海洋开发效率。首先,本文充分调研国内外各种水下搭载释放技术,本着提高水下释放可靠性和安全性的原则,以失电型电磁铁为核心设计水下释放机构,该机构既作为释放单元与信标单元的对接接口,又作为信标单元与模拟载荷的对接接口,具备很好的互换性。其次,根据所设计的释放机构,本文分别对水下模拟搭载装置的释放单元和信标单元进行结构设计和控制器设计并完成相关调试,其中释放单元用于搭载和释放信标单元,AUV通过释放单元控制信标单元释放;信标单元用于搭载和释放模拟载荷,通过预编程控制模拟载荷释放,完成模拟载荷释放的信标单元最终上浮至水面。本文提出了运动体稳态叠加算法,对装置上浮时间和海面初始漂移范围进行预测,完成装置回收预报计算,并基于Fluent流体仿真软件进行二次开发,实现不同深度和海流速度下的回收预报自动化计算,为装置海上回收提供理论依据。最后,本文通过陆上打压试验和功能试验验证了水下模拟搭载装置的耐压密封性能和搭载释放作业能力;通过湖上试验考核了装置水下释放的可靠性和装置水面回收技术的可行性;通过海上试验充分证明本文所研制的水下模拟搭载装置具备一定水下作业能力。