随着科学技术的发展，人类在机器人，特别是水下机器人领域获取了十分丰硕的成功，获取资源的方式更加先进，因为面对未知且复杂的海洋环境，人类当前必须借助于水下航行器，因此，水下机器人已经变成各个国家探索、勘测和开采海底相关资源的重要手段。　　首先，由于水下机器人的推进系统是影响水下机器人运动的主要因素，针对现有螺旋桨推进方式存在的噪音大、隐蔽性差和对生态环境影响较大等缺点，本文首次提出了以四矢量式喷水推进器作为推进系统的新型自治水下球形机器人(Spherical Underwater Robot，简称SUR-Ⅲ)，结构更为紧凑，有利于提高整体水下球形机器人的运行速度和能量利用率。这也是本文研究的创新点之一，矢量式喷水推进系统的工作原理是:每一个喷水推进器和两个伺服电机构成一组喷水推进系统，两个伺服电动的配合可以灵活地控制喷水推进器的运动方向。　　其次，在对新型水下球形机器人推进系统的分配和推力预报进行研究中，本文采用四套矢量式喷水推进器作为其驱动方式，首先研究了推进系统中喷水推进器的更为合理的分配，这其中包含整体架构的布局和合推力推导，然后进一步探讨了喷水推进系统中的推力预报，主要包括一些常见的推力预报方法，然后对喷水推进器建模原理进行分析与实验测定，并对单个喷水推进器进行了改进与创新和相关流体力学仿真测试。同时这一章节根据喷水推进系统而建立的模型也是在对该新型水下球形机器人进行运动学和流体力学分析时的基础。　　再次，运动控制算法是实现水下球形机器人稳定运动的另一关键技术，首先得到了水下机器人的运动学通用模型，并针对本文所研制的水下球形机器人的结构特点，对运动学模型做了进一步简化，并分别研究了PID算法和模糊滑模算法，并在MATLAB上完成了相关仿真研究与对比。在此基础上，结合这两种算法的优点和本文主-从控制结构的特点，提出了一种更为智能简洁的运动控制方案。　　最后，完成了该新型水下球形机器人的水池运动实验，采用了在模糊控制思想指导下的基于传感器的反馈信号来控制该水下球形机器人进行了平移运动、旋转运动和升降运动，同时也进行了水下球形人的多深度运动实验，通过这些水下实验，验证了所研发的水下球形机器人运动的可靠性与有效性。