Analiza własności dynamicznych manipulatora równoległego przeznaczonego do manipulacji wewnątrzkomórkowych

• Autorzy: Bednarz J. , Kobus K. , Lisowski W.

Warianty tytułu

EN

Analysis of the dynamic properties of a parallel manipulator design for intercellular manipulations

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W artykule przedstawiono opis badań i wyniki analiz modalnych makrorobota do zadań manipulacji wewnątrzkomórkowych. Celem badań była identyfikacja częstotliwości i postaci drgań własnych układu przy wymuszeniu impulsowym, przed i po modyfikacji konstrukcji. Zakres badan obejmował: eksperyment modalny z wykorzystaniem wymuszenia impulsowego, estymacje parametrów modelu modalnego na podstawie wyników przeprowadzonego eksperymentu i opracowanie wyników badań. Układ był wzbudzany wymuszeniem impulsowym, za pomocą młotka modalnego. Estymację parametrów modalnych poprzedziła analiza jakości danych pomiarowych, w oparciu o przebiegi zmierzone w punktach i kierunkach przyłożenia wymuszania, we wszystkich przeprowadzonych testach częściowych. Estymacja parametrów została przeprowadzona przy pomocy oprogramowania VIOMA. Zastosowano algorytm LSCF. Przeprowadzono zbiór procedur estymacji, z wyników których wybrano najbardziej reprezentatywne postacie drgań przy pomocy autorskiej procedury konsolidacji modelu modalnego. Na podstawie zarejestrowanych danych wyznaczono współczynnik MAC, będący miarą podobieństwa postaci drgań własnych badanego układu przed i po modyfikacji. Wyznaczono także charakterystyki podatności dynamicznej jednego z modułów liniowych. Głównym celem prowadzonych badań było sprawdzenie jak zmieniła się sztywność makrorobota po przeprowadzeniu modyfikacji konstrukcji.

EN

The article presents description and results of a modal analysis of a robot designed for intracellular manipulation tasks. The aim of this study was to identify the frequencies and mode shapes of the system, at a forcing pulse, before and after the modifications of the structure. The scope of research included: modal experiment with the use of force pulse, estimates of the modal model parameters based on the results of the experiment and the research results. The system was excited by a force pulse, using a modal hammer. Estimation of modal parameters preceded by the analysis of the data quality, based on the waveforms measured in points and directions touchdowns enforcement in all conducted partial tests. Parameter estimation was carried out using VIOMA software. LSCF algorithm was used. A set of estimation procedures were conducted, the results of which were selected the most representative vibration forms using the author's consolidation procedures for the modal model. On the basis of the recorded data the MAC coefficient was determined, being a measure of the similarity of the vibrations forms of the system under study, before and after modification. During the experiment, the characteristics of the dynamic susceptibility of one of the linear modules were determined. The main objective of this study was to examine the changes in stiffness before and after the modification of the structure.

Słowa kluczowe

PL

manipulator równoległy; manipulacja wewnątrzkomórkowa; badania modalne

EN

parallel manipulator; intercellular manipulation; modal experiment

• Wydawca: Sieć Badawcza Łukasiewicz - Poznański Instytut Technologiczny
• Czasopismo: Logistyka
• Rocznik: 2014
• Tom: nr 6
• Strony: 1789--1798
• Opis fizyczny: Bibliogr. 8 poz., rys., tab., wykr., pełny tekst na CD

Twórcy

autor

Bednarz J.

• AGH Akademia Górniczo-Hutnicza im. Stanisława Staszica, Wydział Inżynierii Mechanicznej i Robotyki, Katedra Robotyki i Mechatroniki; al. Mickiewicza 30, 30-059 Kraków

autor

Kobus K.

• AGH Akademia Górniczo-Hutnicza im. Stanisława Staszica, Wydział Inżynierii Mechanicznej i Robotyki, Katedra Robotyki i Mechatroniki; al. Mickiewicza 30, 30-059 Kraków

autor

Lisowski W.

• AGH Akademia Górniczo-Hutnicza im. Stanisława Staszica, Wydział Inżynierii Mechanicznej i Robotyki, Katedra Robotyki i Mechatroniki; al. Mickiewicza 30, 30-059 Kraków

Bibliografia

• 1. Cauberghe B.: Applied frequency-domain system identification in the field of experimental and operational modal analysis, praca doktorska Vrije Uniwersiteit Brussel, 2004.
• 2. Haylen W., Lammens S., Sas P., Modal Analysis Theory and Practice, KU Leuven, 1997.
• 3. Karpiel G., Petko M.: Manipulator równoległy o czterech stopniach swobody, Int.Cl.: B25J 17/02, PL 387229 A1, zgł.: 2009.02.09, opub.: 2010.08.16, BUP, ISSN 0137-8015, nr 17 s. 5.
• 4. Kobus K., Gac K., Góra G.: Robot hybrydowy do mikromanipulacji wewnątrzkomórkowych, Dokonania Młodych Naukowców, ISSN 2300–4436, nr 2, s. 493–497, Konferencja Młodych Naukowców nt. Wpływ młodych naukowców na osiągnięcia polskiej nauki – V edycja, 2014.
• 5. Lisowski W.: Wybrane problemy automatyzacji eksperymentalnej analizy modalnej, Uczelniane Wydawnictwa Naukowo-Dydaktyczne AGH, Kraków, 2006.
• 6. Petko M., Karpiel G., Szwedo M., Prusak D.: Robot hybrydowy do manipulacji wewnątrzkomór-kowych, KMP 2011: II Kongres Mechaniki Polskiej: 29–31 sierpnia 2011, Poznań, Łodygowski T., Polskie Towarzystwo Mechaniki Teoretycznej i Stosowanej. ISBN 978-83-89333-41-4. S. 96.
• 7. Prusak D., Karpiel G., Petko M.: Manipulator czteroramienny o strukturze równoległej. Int.Cl.: B25J 9/08, PL 393296 A1, zgł.: 2010.12.15, opub.: 2012.06.18, BUP, ISSN 0137-8015. Nr 13 s. 9.
• 8. Uhl T., Lisowski W., Kurowski P.: In-operation modal analysis and its application, Wydawnictwo Katedry Robotyki i Mechatroniki AGH, 2001.