深海着陆车具有结构小巧、运动灵活、作业能力强、连续自主作业时间长等一系列优点,依靠自身携带的电池供能,能够在海底进行定点或大范围移动作业,这在一定程度上弥补了我国现有深海探测装备的不足,同时也对减少能耗提出了很高的要求。框架结构是深海着陆车重要的组成结构之一,不仅是电子舱、电池、浮力材料等所搭载部件安装连接的基础,也是深海着陆车在起吊与甲板系固过程中的主要承力结构。通过对框架结构进行优化设计,能够有效地减轻框架结构的重量,降低深海着陆车的总重,减少浮力材料的使用量,减小深海着陆车的体积,进而减小深海着陆车运动的海水阻力,降低能耗,增加深海着陆车在海底的自主作业时间。本文通过对深海着陆车框架结构进行拓扑优化与尺寸优化,将结构优化设计方法用于深海着陆车框架结构设计。在满足设计要求的前提下,不但减少了框架结构的质量,而且提高了框架结构的一阶固有频率。本文的主要内容如下:（1）基于我国目前深海探测装备的发展现状,阐述了研制深海着陆车的重要性,对国内外深海爬行机器人的研究现状进行了总结,并对结构优化技术发展现状进行了阐述。（2）根据深海着陆车框架结构的需求分析,对框架结构进行了初步设计,选用铝合金6061作为框架结构的加工材料,选取了轻量化结构槽铝型材作为框架结构的主体部分。使用Solid Works软件完成了对框架结构的三维建模,进而使用有限元分析软件ANSYS Workbench对框架结构进行了静动性能分析。由分析可知,框架结构满足强度与刚度要求,但是其一阶固有频率较低,与深海着陆车驱动电机的振动频率较为接近,可能会引发共振现象,使框架结构产生较大的变形,影响深海着陆车的作业安全。（3）针对深海着陆车框架结构存在材料多余与材料分布不均的问题,提出采用连续体变密度法以及优化准则法对框架结构进行拓扑优化,去除了框架结构材料多余的部分。本文将拓扑优化后的框架结构模型进行了静动性能分析,结果表明在满足设计要求的前提下,框架结构的质量由147.77kg减小至133.62kg。（4）为了进一步减少深海着陆车框架结构的质量以及提高一阶固有频率,提出了对深海着陆车框架结构进行基于响应面分析法的尺寸优化。首先,对框架结构的尺寸参数进行了灵敏度分析,选取了对框架结构质量和静动性能灵敏度较高的尺寸参数作为优化设计变量;然后,生成了400组试验样本点,将样本点拟合得到了响应面模型;最后,使用多目标遗传算法对响应面模型求解,得到了框架结构尺寸的最优尺寸。经过优化后的框架结构,其质量由133.62kg减少至116.5kg,质量得到再次减少,一阶固有频率提高至45.934Hz,从而有效避免共振现象的发生。