水下機器人技術是人類認識海洋、開發利用海洋的主要手段之一，在水下作業、水下搜救、偵察、雷達、通信導航等諸多領域有重要應用。近年來，水下機器人的微型化和集群化稱爲研究的新熱點。傳統微型水下機器人采用電磁電機作爲動力推進裝置，在深水高壓下遭遇難以逾越的障礙如密封性，耐壓性和自旋等問題。超聲電機經電路絕緣處理即可對海水全開放，形成內部無空腔的結構，無需水密也不受水壓的限制，加上其結構緊湊簡單易于微小型化、能量密度大而效率高、響應速度快易于控制、無電磁幹擾隱蔽性強等優點，成爲微小型水下機器人推進系統的新選擇。

　　关于超声电机驱动的相关实验研究，安泰电子的ATG-2000系列功率信號源在该领域中，有较为广泛的应用，ATG-2000系列最大可以输出1600Vpp的交流电压，能够驱动市面上大部分的超声电机。

　　實驗名稱：潛航器水下運動特性測試

　　實驗原理：超聲電機是將壓電陶瓷片進行分區極化，在相鄰的分區上分別施加頻率相同、幅值相同，但相位角相差爲π/2的交變電壓激勵信號。由于壓電陶瓷具有逆壓電效應，因此可以在定子模態頻率上産生出兩個振幅相同，時間與空間上相差π/2的模態響應，這兩個模態經過疊加耦合後，在定子上形成了環繞定子旋轉前進的行波，之後通過摩擦力的作用帶動轉子旋轉，進而帶動轉軸旋轉。

　　實驗框圖：

　　實驗實拍圖：

　　實驗過程：首先搭建水下实验平台，包括一个水箱、一台功率信号发生器、一台照相机以及一个潜航器。将潜航器悬挂在浮力泡沫上来平衡重力防止其下沉。使用功率信號源输出50V不变，用于驱动超声电机，将频率从76kHz调节至79kHz,步长设置为10Hz。用高速摄像机捕捉潜航器的运动轨迹。分析超声电机的最佳工作频率。

　　應用方向：壓電陶瓷促動、水下機器人驅動、管道安全檢查、水下軍事裝備等

　　應用場景：水下推進、超聲電機、微控制器、壓電極化、防電磁幹擾促動器等

　　産品推薦：ATG-2000系列

　　圖：ATG-2000系列功率信號源指標參數

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