一种基于大折展构型的水下机械臂作业系统，它涉及水下机器人技术领域。本发明解决了现有的艇载机械臂存在难以同时满足艇载机械臂的布置约束和作业空间约束，且作业能力与布置能力具有技术矛盾，以及通用机器人关节水下密封技术欠缺的问题。本发明的连接支撑基座、第一关节驱动密封单元、第二关节驱动密封单元、大臂单元、第三关节驱动密封单元、第四关节驱动密封单元、小臂单元、第五关节驱动密封单元、第六关节驱动密封单元和机械臂末端连接板由前至后依次连接，机械手密封驱动单元、视觉密封单元和作业机械手分别安装在机械臂末端连接板上。本发明用于实现大折展构型水下机械臂、水下电驱动密封单元以及水下传感单元的开发。