水下机器人作为一种高能效智能化平台,正不断被投入到海洋探索、水文监测和水域开发利用等场合。然而,大部分水下机器人以传统电磁电机进行驱动,此驱动方式随着水下作业场景的不断拓展,逐渐显现出一些固有弊端。为此,本研究将超声电机技术与水下机器人技术相结合,开展用于微小型水下机器人的新型推进技术研究,以实现水下探测平台的小型化和无磁化。主要研究内容如下:首先,针对基于电磁电机驱动的电推进方式在水下机器人运用中的缺点与不足,提出以超声电机作为水下推进器的特点和优势。其次,根据微小型水下机器人对动力推进器的性能要求,研究了一种新型的双转子超声电机,其工作模态为一阶纵振模态。在完成对电机定子结构的优化后,测试了其输出性能,并以改进式超声电机作为动力源设计了水下推进器的结构。结合机器人主体结构设计要求,提出了三种机器人构型方案并进行了比较和选择,优选了桨叶构型并对机器人的防水和配重模块进行了设计。然后,构建了机器人驱动及控制系统,通过手机终端的人机交互界面对电机驱动频率及舵板偏转角度实施独立调制,实现了对水下机器人的无线控制。最后,搭建了水下试验平台,对线缆式与无线遥控式机器人分别进行了水下性能测试。试验结果表明,机器人水下运行状况良好,验证了所设计的双转子超声电机用于水下探测平台推进的可行性。