[1]谢吉庆,陈永当.基于碰撞驱动的电磁型微管道执行器设计与仿真[J].机械与电子,2026,44(06):81-88.
　XIE Jiqing,CHEN Yongdang.Design and Simulation of a Collision-driven Electromagnetic Actuator for Micro-pipelines[J].Machinery & Electronics,2026,44(06):81-88.
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基于碰撞驱动的电磁型微管道执行器设计与仿真()
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《机械与电子》[ISSN:1001-2257/CN:52-1052/TH]

卷:
44
期数:
2026年06期
页码:
81-88
栏目:
机器人技术
出版日期:
2026-06-27

文章信息/Info

Title:
Design and Simulation of a Collision-driven Electromagnetic Actuator for Micro-pipelines
文章编号:
1001-2257 ( 2026 ) 06-0081-08
作者:
谢吉庆; 陈永当
西安工程大学机电工程学院,陕西 西安 710048
Author(s):
XIE Jiqing ;  CHEN Yongdang
( School of Mechanical and Electrical Engineering , Xi ’ an Polytechnic University , Xi ’ an 710048 , China )
关键词:
微型管道; 碰撞驱动; 电磁执行器
Keywords:
micro pipe ;  collision drive ;  electromagnetic actuator
分类号:
TP242
文献标志码:
A
摘要:
针对航空燃油发动机微型管道检测面临的空间狭小、拆装困难和维修成本高等问题,设计了一种适用于 11~18 mm 管径的碰撞驱动电磁型微管道执行器,以替代人工完成管道裂纹、壁薄和杂物残留等缺陷检测。该执行器基于双稳态电磁驱动原理,通过 SolidWorks 完成结构设计,利用 Mathematica 软件中的 Radia 拓展包建立静态磁场模型,计算静磁保持力与电磁力,并在 ADAMS 中进行动态仿真分析,研究驱动电流、保持电流和负载质量等因素对位移输出的影响。仿真结果表明,该执行器在 5 A 脉冲电流下理论运行速度达 6.9 mm / s ,附加质量从 0 g 增至 3 g 时,位移从 197 μm 降至 36.5 μm 。研究结果为管道机器人的研发提供了理论依据,具有工程实用价值。
Abstract:
Aiming at the challenges of narrow space , difficult disassembly , and high maintenance costs encountered in the detection of micro pipelines in aviation fuel engines , a collision driven electromagnetic micro pipeline actuator suitable for pipe diameters of 11 — 18 mm is designed to replace manual inspection for defects such as cracks , wall thinning and residual debris in pipelines.The actuator is based on the bistable electromagnetic drive principle.The actuator structure was designed by SolidWorks , and the static magnetic field model was established by using the Radia extension package in Mathematica software to calculate the static magnetic holding force and electromagnetic force.The dynamic simulations were performed in ADAMS to analyze the influences of driving current , holding current , load mass and other factors on the displacement output.The simulation results show that the actuator achieves a theoretical running speed of 6.9 mm / s under a 5 A pulse current , and its displacement decreases from 197 μm to 36.5 μm when the additional mass increases from 0 g to 3 g.This research provides a theoretical basis for the development of pipeline robots , and has practical engineering value.

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备注/Memo

备注/Memo:
收稿日期: 2026-04-01
基金项目:中国纺织工业联合会科技计划项目( 2024053 )
作者简介:谢吉庆 ( 1999- ),男,陕西西安人,硕士研究生,研究方向为先进制造技术;陈永当 ( 1972- ),男,陕西潼关人,博士,教授,主要研究方向为先进制造技术。
更新日期/Last Update: 2026-08-26