海底测震仪

结合了高转矩密度和精密运动的微型步进电机为仪器提供了360度倾斜矫正。

地球物理学家借助地震仪来监测由地壳板块运动造成的地震。为了实现这一功能，设备需要在运行前进行调平。尽管在干燥的陆地上实现这个功能时非常简单，但是在几千英尺下的海底需要将地震仪调平还仍旧是一项挑战。为了解决这一问题，Nanometrics公司将复杂的平衡环和微处理器结合，还有来自FAULHABER公司极其稳定且高效的步进电机。

最简单的地震仪由能够在岩石层上运动的外壳、平衡惯性的摆锤和用于两点追踪的电子设备组成。Nanometrics的地震仪有三个惯性质量对齐排列在正交轴上，使设备能够进行三维测量。宽频地震仪通常使用某种倒立摆，是通过弹簧来提供回复力而不是自身重力。但倒立摆不能自动定心，因此就需要进行平衡。
海底地震仪工作在海下几千公里处，所需深度比实际电缆长很多。因此，电池供电设备就必须独立完成整个实验工作，并且能够持续一年之久。随后，它被带回实验室进行分析，之后才能确定它们是否正常工作。

布置和回收海底地震仪是一项花费昂贵的任务，所以在此之前你必须绝对的确定传感器可以完美工作。可靠性是首要的要求。研究人员将海底地震仪安装在加重橇板上，使得地震仪慢慢坠落到海底，这一过程将花费几小时。当到达底部时，它将会随机着落在某一区域，这将是一个未知的地势且表面泥泞，随后，调平工作开始进行。对于水下应用，通常是处于热稳定的情况下，但机构调平可能是极端和动态的。因此，机构调平系统就需要使用正确的传感器，即使是在设备上下颠倒后也能正确工作。海底地震仪的三轴和微型全地形运载机紧密的连接在一起，当系统调平平台时，可以确保整体调平。为了提供一个宽阔的调整空间，Nanometrics将地震仪安装在一个机动化的平衡环上。内框架将设备沿自己的轴线转动，外框架用来旋转设备的外壳。地震仪上的加速计和外壳决定了倾斜的角度，随后为处理器控制电机根据需要进行调整位置，整个调平过程大约需要20分钟。

定位机构需要提供转矩为设备调平时提供有效负载。通常，最简单增加转矩的方法就是选择大型电机或结合适当减速比的齿轮箱。工程团队所面临的问题是设计受到空间的约束，选择一个大型电机是不可行的。由于电机将会使设备的直径增加几厘米，更大的设备将需要更大的橇板用来运送设备，增加重量和费用以及尺寸。因此团队就需要一个坚固、稳定的微型电机，并且具备高转矩密度。来自美国的FAULHABER姐妹公司为其提供了解决方案。

这项设计整合了两个来个FAULHABER公司的不仅电机，由微处理器进行控制。调平算法凭借加速计读数来计算出电机所需的运动，但最终的调平结果由地震仪自身来检查。使用步进电机来完成运动作业所带来的可靠性十分重要。

这项设计中，通过蜗轮来连接电机和带有万向轮的地震仪，这样可以得到更紧凑的结构和稳定的结构。其中的齿轮同样提供了稳定性，用来防止齿轮箱过载。接下来，设计团队需要将蜗轮和齿轮箱整合在一起。最显而易见的方法就是通过紧定螺钉将两部分连接在一起，但是电机轴只有2mm的直径，所以这种的紧固方法在科学上讲并不稳固。与MICROMO公司的专家共同合作之后，决定将齿轮直接焊接在电机轴上。使用直接与齿轮整合后的电机，对Nanometrics来讲，可以简化装配的过程。