Influence of dual vibrations on control of percussive hand-operated power tools – experimental investigations

• Autorzy: Książek M. , Tarnowski J.

Identyfikatory

DOI

10.4467/2353737XCT.17.164.7176

Warianty tytułu

PL

Wpływ wibracji ogólnych i miejscowych na sterowanie narzędziem ręcznym – badania doświadczalne

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

This article presents the results of pioneer experimental research into the impact of whole body vibration (WBV) and hand arm vibration (HAV) with different amplitudes and frequencies on percussive tools which are controlled by hand. In these studies the human operator is considered as the active element of the control system. The quality of control executed by the participants of the tests was assessed by the typical parameters existing in control system engineering, such as rise time, settling time, overshoot and integral square error (ISE). The tests were performed on an especially built stand. Results are presented in the form of time histories of step reference force. Forces realized by the operator were statistically analysed and graphically presented. Local (HAV) vibration of tools and accompanying dynamic forces between the handle and the vibrating tool have a big influence on control of the tool. An increase in the frequency of the tools’ vibration increases the adjustment range. The influence of platform vibrations on the adjustment range is relatively small.

PL

W artykule przedstawiono pionierskie wyniki badań doświadczalnych wpływu wibracji ogólnej i miejscowej o różnej amplitudzie i częstotliwości na sterowanie ręcznym narzędziem wibroudarowym. Człowiekoperator jest tu traktowany jako aktywny element układu sterowania. Jakość sterowania wykonywanego przez uczestników testów jest oceniana poprzez typowe parametry takie jak czas narastania, czas regulacji, przeregulowanie czy wskaźnik ISE. Testy były wykonywane na specjalnie zbudowanym stanowisku. Wyniki są zaprezentowane w formie przebiegów czasowych na skokowy sygnał referencyjny. Siły wywierane przez operatora zostały opracowane statystycznie i przedstawione graficznie. Wibracje miejscowe narzędzia wraz z towarzyszącymi im siłami dynamicznymi mają duży wpływ na sterowanie narzędziem. Wraz ze wzrostem częstotliwości wibracji wzrasta zakres odchyłek od wymaganej siły. Wpływ wibracji platformy na ten zakres jest relatywnie mały.

Słowa kluczowe

EN

human as manual tool control system; influence of WBV on man’s control reactions; influence of HAV on man’s control reactions

PL

człowiek jako element układu sterowania narzędziem; wpływ wibracji ogólnej na sterowanie; wpływ wibracji miejscowej na sterowanie

• Wydawca: Wydawnictwo Politechniki Krakowskiej im. Tadeusza Kościuszki
• Czasopismo: Technical Transactions
• Rocznik: 2017
• Tom: Vol. 9(114)
• Strony: 207--218
• Opis fizyczny: Bibliogr. 10 poz., il., wykr., wz.

Twórcy

autor

Książek M.

• Faculty of Mechanical Engineering, Cracow University of Technology

autor

Tarnowski J.

• Faculty of Mechanical Engineering, Cracow University of Technology

Bibliografia

• [1] Basista Z., Modelowanie i symulacja układu człowiek-narzędzie-podłoże, Zeszyty Naukowe „Mechanika nr 83”, Politechnika Krakowska, Kraków 2001, 21–30.
• [2] Basista Z., Książek M., Estimation of comfort parameters of an active vibration isolation system of handle of percussive power tool, Proc. “INTER-NOISE’2004”, Prague 2004.
• [3] Basista Z., Książek M., Tarnowski J., Testowe badania doświadczalne reakcji człowiekaoperatora narzędzia ręcznego przy sinusoidalnym sygnale wejściowym, Czasopismo Techniczne, 1-M/2008, 27–35.
• [4] Basista Z., Książek M., Tarnowski J., Experimental investigations of human-operator as a pressure force regulator in man-hand tool system, Archives of Control Sciences, Vol. 19 (LIV), No. 1/2009, Polish Academy of Sciences, Committee of Automatic Control and Robotics.
• [5] Basista Z., Książek M.A., Tarnowski J., Investigations of Influence of Vibration on Human-Operator Control Functions, Mechanics, Quarterly, 2010, Vol. 29, 1–5.
• [6] ISO 2631 Standard: Mechanical Vibration and Shock – Evaluation of human exposure to whole body vibration.
• [7] Książek M.A., Tarnowski J., Wpływ amplitudy wibracji narzędzia ręcznego oraz struktury układu wibroizolacji na proces sterowania narzędziem – badania doświadczalne, Technical Transactions, 1-M/2011, 97–104.
• [8] McRuer D.T., Jex H.R., A review of quasi-linear pilot models, IEEE Transactions on Human Factors in Electronics, Vol. HFE 8, No. 3, September 1967, 231–249.
• [9] Sheridan T.B., Ferrell W., Man-Machine Systems, The MIT Press, Cambridge 1974.
• [10] Sövényi Sz., Gillespie R.B., Cancellation of biodynamic feedthrough in vehicle control tasks, IEEE Transactions on Control Systems Technology, Vol. 15, No. 6, November 2007, 1018–1028.

Uwagi

EN

Section "Mechanics"

PL

Opracowanie ze środków MNiSW w ramach umowy 812/P-DUN/2016 na działalność upowszechniającą naukę (zadania 2017)