深海中蕴含着极为丰富的能源及矿产等资源,海洋资源的开采对国家的发展有着战略性的影响和意义。然而,深海是一个压强极高、腐蚀性极强的恶劣环境。一般来说,普通的电机对深海这样的恶劣环境适应能力较弱。而超声电机则不然,它是一种通过逆压电效应把电能转化为机械能的动力装置。其材料具有较高的耐压性,可开放式应用于深海环境之中,不需要额外的压力平衡装置,结构简单,环境适应性强,且超声电机本身具有断电自锁、功率密度大、响应迅速等优点。因此,超声电机适合在深海环境中使用。本文采用圆环的面内弯曲振动和径向伸缩振动两种振动模态,设计出了一种可在深海环境中应用的直线超声电机。首先,对电机进行了驱动原理的解释,建立了超声电机的等效电路模型。然后,在原理分析的基础上,对电机进行了有限元分析,建立了电机在空气中的有限元模型。通过模态分析确定了电机的尺寸参数,根据谐响应分析结果预估了电机的性能,又通过瞬态分析得到了电机驱动足的运动轨迹,验证了电机的驱动原理。根据设计出的电机结构尺寸,建立了绝缘处理后及置入水中的电机有限元模型,进而通过仿真分析电机振动特性的变化。最后,加工制作了超声电机样机,设计并搭建了超声电机的机械输出特性实验平台及深海环境模拟系统。对超声电机进行了机械振动特性测试以及空气中和水下的阻抗特性测试,获得了电机的工作模态振型和相应的固有频率,利用设计的实验平台分别对超声电机在空气中和水下的机械性能进行了实验测试。得到了在空气中,对电机施加幅值为150V交流电,电机可输出376mm/s的最大速度和2.5N的最大推力。在水中,对电机施加幅值为180V交流电,电机可输出346mm/s的最大速度。