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為研究的新熱點。傳統微型水下機器人采用電磁電機作為動力推進裝置，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、無電磁干擾隱蔽性強等優點，成為微小型水下機器人推進系統的新選擇。

　　關于超聲電機驅動的相關實驗研究，安泰電子的ATG-2000系列功率信號源在該領域中，有較為廣泛的應用，ATG-2000系列最大可以輸出1600Vpp的交流電壓，能夠驅動市面上大部分的超聲電機。

　　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，但相位角相差為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產生出兩個振幅相同，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后，在定子上形成了環繞定子旋轉前進的行波，之后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：首先搭建水下實驗平臺，包括一個水箱、一臺功率信號發生器、一臺照相機以及一個潛航器。將潛航器懸掛在浮力泡沫上來平衡重力防止其下沉。使用功率信號源輸出50V不變，用于驅動超聲電機，將頻率從76kHz調節至79kHz,步長設置為10Hz。用高速攝像機捕捉潛航器的運動軌跡。分析超聲電機的最佳工作頻率。

　　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、防電磁干擾促動器等

　　產品推薦：ATG-2000系列

　　圖：ATG-2000系列功率信號源指標參數

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