Preferencje help
Widoczny [Schowaj] Abstrakt
Liczba wyników

Znaleziono wyników: 18

Liczba wyników na stronie
first rewind previous Strona / 1 next fast forward last
Wyniki wyszukiwania
help Sortuj według:

help Ogranicz wyniki do:
first rewind previous Strona / 1 next fast forward last
1
Content available remote Encoder with Miniature Hall Effect Sensors : Increasing of Measurement Resolution
EN
A new idea of incremental angle transducer with micromagnets NdFeB and miniature Hall-effect sensors was proposed. Using as markers and detector such elements makes it possible to further increase the resolution of the phenomenon by using overlapping magnetic fields of adjacent magnets. Through the selection of geometric configuration was obtained doubling the number of pulses per revolution. There was made simulation studies, with use of mathematical model of the pair: magnet and sensor - built on basis of preexperiments and then experiments on demonstrator of technology. The results of both: simulation and physical experiments indicate the implementation of the proposed method for measuring the angle of rotation. There is a possibility of applying of the new encoders as miniature transducers of angular displacements in microdrives and other microdevices.
PL
Przedstawiono stanowisko do eksperymentalnych badań pary tuleja – wałek z zastosowaniem tensometrycznego pomiaru siły osiowej tarcia i momentu tarcia. Tuleję kojarzono ze specjalnie wykonanymi modelowymi wałkami skażonymi odchyłkami promieniowymi, odchyłkami przekroju poprzecznego oraz ich kompilacjami. Badania doświadczalne wykonano w celu określenia wpływu odchyłek kształtu na wartość osiowej siły tarcia (podczas przesunięcia wałka) i moment tarcia (podczas obrotu wałka).
EN
Test stand for experimental research of sleeve - shaft couple with the use of extensometer for axial friction force and moment of friction was presented. The sleeve was mated with special produced shafts with radial deviations, crosssection deviations and their compilations. The experimental research was performed in order to evaluate the influence of form deviations on the value of axial friction force (during shaft displacement) and moment of friction (during shaft rotation).
3
Content available remote Gradient bonded Nd-Fe-B magnets
EN
The concept of fabricating disc magnets for application in stepper motors has been presented. The disc magnets are composed of two elements, magnetized in the opposite direction, having a gradient structure. Such a structure produces a effect similar to the one in multi-pole magnetizing, which is difficult to implement, especially for small size magnets. The magnets were processed using Nd-Fe-B powder bonded by an epoxy resin. As a novelty in this concept, one can regard the application of centrifugal casting, directing the magnetic particles to the region of the active part of the magnet i.e. the part interacting with the magnetic core. In the applied solution, an elongated part having axial symmetry and a cross-section equal to that of the thus designed magnet. It was shown that by the application of resin of a carefully chosen viscosity, one can obtain various distributions of powder particles along the radius of the magnet. A more favorable structure of the composite magnet for this particular application was achieved using low viscosity resin, which enabled movement of the entire powder towards the active part and provided a 43% filling ratio. The studies showed that the flake-shaped powder used in the experiment, shows a tendency to form a morphological texture, i.e. the flakes tend to locate themselves perpendicular to the radius of the cast magnet. This method of fabricating disc magnets for stepper motors provides substantial savings, resulting from using a smaller proportion of Nd-Fe-B powder while maintaining a high filling ratio in the active part of the magnet.
PL
Przedstawiono koncepcję wytwarzania magnesów tarczowych do silników krokowych jako magnesów złożonych z dwóch, namagnesowanych przeciwnie, elementów o gradiencie struktury. Badana konstrukcja zapewnia taki efekt, jak magnesowanie wielobiegunowe, które jest trudne do przeprowadzenie, zwłaszcza dla magnesów o małych wymiarach. Otrzymano magnesy z proszku Nd-Fe-B wiązanego chemoutwardzalną żywicą epoksydową. Nowatorskim pomysłem było zastosowanie odlewania odśrodkowego, aby cząstki proszku znajdowały się jedynie w obszarze czynnym magnesu, tzn. w części współpracującej z magnetowodem. W zastosowanym procesie uzyskiwano podłużną, osiowosymetryczną kształtkę o takim przekroju, jak założony kształt magnesu. Magnesy otrzymywano, tnąc kształtkę prostopadle do jej osi. Wykazano, że dzięki zastosowaniu żywicy o odpowiednio dobranej gęstości można uzyskać różne rozmieszczenie cząstek proszku wzdłuż promienia magnesu. Korzystniejszą strukturę materiału, do opisanego zastosowania, uzyskano, stosując żywicę o małej lepkości. Pozwoliło to na przemieszczenie całego proszku magnetycznie twardego do części czynnej magnesu i uzyskanie współczynnika wypełnienia 43%. Z przeprowadzonych badań wynika również, że użyty proszek płatkowy posiada tendencję do tworzenia tekstury morfologicznej, tzn. płatki proszku dążą do ułożenia prostopadłego do promienia odlewanego magnesu. Opisana metoda wytwarzania tarczowych magnesów do silników krokowych pozwala na znaczące oszczędności, wynikające z mniejszego średniego udziału proszku Nd-Fe-B, przy zachowaniu wysokiego współczynnika wypełnienia w części czynnej magnesu.
4
EN
Determination of static and dynamic properties of new miniature actuators requires application of test stands. There is presented new solutions of measurement unit, based on optoelectronic technique. There is possibility to measure both torque and force applied at the end of the semi-beam. Deflection of the semi-beam due to the applied load will result in a change of the reflection angle of the light beam and thus the position of the light spot on the surface of the PSD sensor. The mathematical model of the mechanical transducer geometry was build as well as dedicated computer software for analysis of the way of radiation. The prototype of the test stand was build and used for tests of miniature DC motor.
EN
Problems of dynamic operation of drives with stepping motors are complicated because of the character of operation of these micro-machines. The developed stand is equipped with a number of measurement converters making it possible to monitor and analyze quantities characterizing the motion of stepping motors. Modular structure allows the configuration of the system to be rearranged in a simple way and an easy expansion to be introduced in the future. The assumption of the study is a didactic character of the structure and research program, and possibility of learning advanced techniques related to stepping motor control.
PL
Zagadnienia dynamiki układów napędowych z silnikami skokowymi są skomplikowane, przede wszystkim ze względu na charakter pracy tej klasy mikromaszyn. Opracowane stanowisko, wyposażone w zestaw przetworników pomiarowych umożliwia monitorowanie i analizę wielkości charakteryzujących prace silnika skokowego. Modułowa struktura stanowiska umożliwia zmianę struktury układu napędowego (różne rodzaje przekładni do transmisji mocy, różne silniki i algorytmy sterowania) oraz dalszą rozbudowę układu. Należy podkreślić zarówno zastosowanie dydaktyczne stanowiska, jak i możliwość prowadzenia prac badawczych dotyczących sterowania silnikami skokowymi i dynamiki układów napędowych.
PL
W artykule przedstawiono modułowy system do wyznaczania charakterystyk częstotliwościowych silników skokowych. Pomiar momentu może być prowadzony bezpośrednio "na wałku" silnika (momentomierzem obrotowym serii OPM lub poprzez pomiar reakcji stojana (momentomierzem dynamometrycznym z piezoelektrycznym czujnikiem siły. Oprócz badań konkretnych silników i sterowników stanowisko umożliwiło weryfikację metod badawczych i doskonalenie opisu formalnego mikromaszyn i procedur sterowania.
EN
The paper presents a modular test system designed in the Division of Fine Mechanics Design - the Institute of Micromechanics and Photonics, intended for setting frequency depended characteristic curves of a stepper motors. There is a possibility of measurement of two kinds of characteristics (pull-in and pull-out), both according to two different methods (see Fig. 1). During determination of characteristics the torque metering can be taken directly from a motor shaft with use of optoelectronic OPM series rotary torque meters or it can be processed also as a stator reaction force measurement made with use of a dynamometric torque meter equipped with a piezoelectric force transducer. Figs. 2-5 present possible configurations of a test bed and a set of transducers. The photo of the selected configuration is shown in Fig. 6 and view of the electronic module in Fig.7. Control and measurements can be made by a data acquisition card installed in a personal computer. The tested motor can be driven in full-, half- and micro-step modes, depending on its own driver. The main window of a control program (see Fig .8) allows a user to select the desired test method and its parameters. Algorithms of the test bed working modes are shown in a synthetic way in Figs. 9 and 10 (for pull-in curve). The experiments results, despite its utilitarian use (tests of particular motors), can be applied to scientific research - comparison of different methods for determination of characteristics. The exemplary results are presented in Figs. 11-13.
PL
W artykule przedstawiono algorytm i przykład zastosowania metody wyznaczania charakterystyk mechanicznych miniaturowych silników prądu stałego. Sygnałem wejściowym są dwa przebiegi czasowe prądu twornika rejestrowanego za pośrednictwem separowanego galwanicznie przetwornika z elementem hallotronowym. W przypadku próby stosowania klasycznych - bezpośrednich - pomiarów prędkości kątowej wirnika i momentu obrotowego dobór przetworników przy najmniejszych maszynach jest często niemożliwy. Metodę weryfikowano badając również mikrosilniki o charakterystykach wyznaczalnych metodami klasycznymi.
EN
In the paper a method for determination of the speed-torque characteristics with use of only one signal - a current measured twice during start-up of a DC micromotor - is presented. Torque and rotor speed time curves are reproduced from the current signal based on knowledge of the mathematical model of micromachines. As a current sensor the LEM transducer (based on Hall effect) is used. The presented method is dedicated to small DC micromachines (see Fig. 1). The algorithm structure is shown in Fig. 2 (with description and remarks in Tab. 1). The view of a measurement set-up is presented in Fig. 3. Some distinctive signals obtained from the LEM sensor are depicted in Figs. 4-6 and the calculation results in Figs. 7-9. The final effect, the load characteristic, is shown in Fig. 10. The uncertainty of the determined characteristics depends, first of all, on the uncertainty of the computed torque constant value. It should be emphasized that the measurement procedure makes it also possible to obtain a full set of load characteristics - the directly determined signal of the current, and the estimated signals of the angular speed and torque allow determining the variability of the angular speed, the output power and the efficiency in function of the torque loading the micromotor. Moreover, while determining the mentioned static characteristics, dynamic features of the micromotor (the electromechanical time constant) are determined, too. It extends the knowledge acquired by an engineer designing a device, regarding a particular piece of the micromachine applied as an actuator.
8
Content available remote Computer Simulation and Experimental Tests of Linear Drive
EN
Described works are a part of the project being aimed at drawing the structure up electromagnetic planar drive (XY) of direct action. The first phase of our works included drawing the model of the simulation drive up and building model for experimental examinations. In it a linear movement of runner was being analysed, consists of stator -being a base of the structure which active elements of activator (coils) are attached to and runner - in the model has a possibility of the move after the linear guide. In the runner there are installed passive elements of activator - set of pairs of magnets. There was next built the test stand for experiments on linear drive as well as simulation model in Femag software. Static distribution of the B field is realized with use FEM method. A number of experiments give possibility of optimization of structure of planar drive and selection of the parameters of driver, especially for mode of microsteps. Simulation model of the actuator is in accordance with the experimental model.
9
Content available Amphibious-like minirobot
EN
A subject of presented work ware design and building a prototype of microrobot, which can imitate behavior of an amphibian, (e.g. salamander). Robot, which has been built, generates both types of the amphibian movement: walk on four legs and imitation of the swimming gait. Modular structure is one of its features, and constructed modules are fully interchangeable. The commercial DC servos controlled by microprocessor unit were used as actuators (for leg and thorax movement). The master software is installed in PC microcomputer. Operator controls main parameters of the movement (straight on or turn) and sequences of commands for servos are generated automatically.
PL
Większość praktycznie wykorzystywanych robotów mobilnych porusza się na kołach lub gąsienicach. Rozwijany jest jednak także wątek mikrorobotów naśladujących naturalne (występujące w przyrodzie) formy ruchu – chód, pełzanie lub pływanie na wzór zwierząt żyjących w środowisku wodnym. Praca [7] przedstawia szeroko problematykę robotów kroczących, w tym bezpośrednio inspirowanych przez organizmy żywe. Bezpośrednią inspiracja autorów były prace grupy badawczej BIRG [8], w szczególności przedstawiające analizę mechanizmów ruchu płazów ziemnowodnych (rodzina salamandrowate) i opis matematyczny sposobu generacji chodu i pływania [1, 3-5]. Z wyżej wymienionych prac zaczerpnięto wzory (1-3), zaimplementowane następnie w opracowanym urządzeniu. Opracowany minirobot ma strukturę modułową. Jego ciało składa się z głowy, korpusu i ogona oraz czterech łap. Struktura całego systemu jest przedstawiona na rysunku 1. Konstrukcja mechaniczna składa się z dwóch typów modułów. Modułem bazowym jest tzw. segment A będący elementem korpusu urządzenia. Moduł ten może skręcać się względem elementu poprzedzającego (następującego) – rys. 1. Na bazie tego rozwiązania skonstruowano moduł osadzenia łap (moduł B), którego kinematyka umożliwia dodatkowo unoszenie łap oraz ich składanie przy zmianie trybu ruchu od chodu do pływania (przy czym konstrukcja prototypu nie jest jednak przystosowana do pracy w środowisku wodnym). Siłownikami są popularne modelarskie serwomechanizmy prądu stałego, sterowane za pośrednictwem specjalizowanego układu SK18 (z wykorzystaniem techniki PWM) z mikrokomputera PC – poprzez złącze RS232. Nadrzędny program sterujący jest zaimplementowany w mikrokomputerze PC. Panel główny programu przedstawiono na rysunku 2. Poszczególne przyciski panelu umożliwiają zmianę trybu ruchu, zmianę parametrów chodu lub "pływania" (np. szybkości lub promienia skrętu). Prowadzona jest również bieżąca wizualizacja układu ciała "salamandry". Główne algorytmy pracy urządzenia podano w pozycji literaturowej [2]. Robot może być zasilany z akumulatorów wbudowanych w poszczególne modułu, jednak w bieżącej fazie prac zdecydowano się na zmniejszenie masy (i autonomiczności) poprzez zastosowanie zasilania za pośrednictwem przewodów. Projektowanie struktury wykonawczej rozpoczęto od opracowania modeli trójwymiarowych (rys. 3). Umożliwiły one analizę zachowania robota w różnych warunkach oraz wygenerowanie dokumentacji konstrukcyjnej prototypu. Zbudowano następnie dwie wersje prototypu (różniące się wielkością i momentem serwomechanizmów. Zdjęcia prototypu przedstawia rysunku 4. Urządzenie zostało uruchomione i przetestowane. Obecnie trwają prace związane z zabudową sieci czujników (w tym mikrokamery wideo).
EN
A new ideas of control and testing of miniature electric motors was developed by authors. The possibility of determination of the electromagnetic torque generated by stepping motor, carried on during its work, is analysed. The indirect methods without additional mechanical transducers are proposed. The simulation model of the work of stepping motor is used in analysis. Two methods are taken into consideration. The first method follows direct from equations of the voltage balance in the motor coils. The second one based on knowledge of the courses of the induced voltages of the rotation, determined by the constant angular velocity of the rotor. The simulation tests confirm utility of both methods.
11
Content available remote Symulacyjne planowanie eksperymentu pomiarowego właściwości silnika skokowego
PL
Zbadano możliwości wyznaczenia strumienia sprzężonego i momentu elektromagnetycznego rozwijanego przez silnik skokowy w trakcie pracy, metodami pośrednimi, bez stosowania magnetycznych i mechanicznych przetworników pomiarowych. Analizę możliwości przeprowadzono przy wykorzystaniu modelu symulacji komputerowej pracy silnika.
EN
The possibility of determination of the magnetic flux linkage and the electromagnetic torque developed by stepping motor, carried on during its work, is analysed. The indirect methods without additional mechanical and magnetic transducers are proposed. The simulation model of the work of stepping motor is used in analysis.
12
Content available remote Toolbox "Precision Drives Components"
EN
A software, which makes possible creating models of the drives through assembling from models of their typical components is presented. The library cantains for standard micromotors (DC and stepping motors), transmission units (clutches and gears) ans simple power supply suitable for testing the dynamics of the newly designed electromechanical devices. Package is built on basis of Matlab/Simulink software. Components of other commercial modules can be used together with presented toolbox to build complex systems (e.g. controlling systems). Mechanical parts of the drives can be presented as stiff systems or as items taking account of various elasticity and dumping parameters.
13
Content available remote Teaching of Electromechanical Drives at the Speciality "Micromechanics"
EN
The historical background of the didactic activity related to the electromechanical drives is presented. The evolution of the teaching scope and methods is characterised. Next the three interacted courses from last years: Mechatronic Drives, Modelling and Simulation of the Precision Devices and Techniques of Testing of Precision Devices are synthetically described. The topics of lectures, classes and practical exercises are added.
14
Content available remote Electrical Microdrives : Designing, Modelling, Testing
EN
The paper presents basic requirements set for the modern electric microdrives. At the Division of Designing Precision Devices, Institute of Micromechanics and Photonics (ZKUP, IMiF) there have been designed microdrives based on classical micromotors. At the same time, there have been developed techniques of experimental studies as well as specialised measuring instruments. Additionally, methods of computer modelling and simulation have been improved. It is impossible to carry out a design process and develop prototypes without these tools. In the content of this paper, there are presented current results and trends of the research carried out at ZKUP and regarding the mentioned field.
EN
The name "micro-sample" results from its dimensions. In the paper, its values are accepted as, thickness g < 0.3 mm, width s < 3 mm, length / < 5 mm. Testing of micro-samples makes it possible to obtain information on the modulus of elasticity of anisotropic materials used in the MEMS technology. In order to determine value of the modulus a sample should be loaded and then the resultant strain measured. The subject of the paper will be an analysis of such practical ways of applying loads on micro-samples that allow us to determine a value of the modulus of elasticity with a possibly high accuracy while interferometric measurement of the strain applied.
PL
Nazwa mikropróbka wynika z jej wymiarów. W referacie przyjęto, że grubość mikroprobki g < 0,3 mm, szerokość s < 3 mm, długość l < 5 mm. Badanie mikroprobek pozwalają uzyskać informacje o module sprężystości anizotropowych materiałów stosowanych w technice MEMS. W tym celu należy mikroprobki obciążyć i zmierzyć powstałe odkształcenie. Tematem referatu będzie analiza praktycznych sposobów zadawania obciążenia takich mikroprobek, aby przy interferometrycznym sposobie pomiaru odkształcenia, móc wyznaczyć wartość modułu sprężystości z możliwie dużą dokładnością.
16
Content available remote System pomiarowy do wyznaczania mechanicznych charakterystyk silników skokowych
PL
W artykule zaprezentowano nowo opracowywany skomputeryzowany system pomiarowy służący do wyznaczania charakterystyk: rozruchowej (start-stopowej) oraz mechanicznej granicznej (synchronicznej) małych silników skokowych.
EN
At present worked out is new measuring system for evaluation of dynamic properties of stepping motors. In projected stand founded executing of following measurements dynamic characteristics - pull-in torque and pull-out torque. These characteristic have to be determinate both during work in mode full step, how and half and micro steps. Range of Chapter 1 and 2 embraces: - proposition of methods and general algorithms of marking of pull-in and pull-out characteristics (Fig. 1), - presentation of subassemblies (Tab. 1) and parameters of set of torque transducers, used in the station (Tab. 2). There is a possibility of use a set of specially designed in IMiF WUT torque meters: dynamometric type wit piezoelectric transducers, OPMZ type optoelectronic rotary torque meters [4] and special micro-range optoelectronic stationary meter. To load applying practical are electromagnetic powder brakes (IEI Międzylesie or VIBROMETER) with specialized control units. Computer-based data acquisition system with PC-based card enable the registration of the torque signal during the number of examinations. The view and possible structure of equipment is presented on Fig. 2, and exemplary results of determination of both characteristic of small PM stepping motor - on Fig. 3. The influence of additional mass M.I. is presented on Fig.4 and pull-in characteristics in 1/2 and 1/32 microstep mode are presented on Fig. 5. During preliminary testing PM type stepper motor we notice possibility of causing uncontrolled oscillations or even resonance of all parts used in testing station, this effect is bring about by bellow coupling used in test equipment and slightly incorrect ratio of motor and equipment mass M.I. Authors plan to use presented equipment for an analysis of the influence of research methods on the measuring results. The goal of that work is proposition of "Quality factor" of pull-in and pull-out characteristics.
17
Content available remote Przetwornik położenia kątowego wirnika mikrosilnika
PL
Przedstawiono koncepcję przetwornika położenia kątowego wirnika mikrosilnika prądu stałego, w którym wielkością wejściową jest sygnał proporcjonalny do pulsacji prądu wywołanych zjawiskami komutacyjnymi. Scharakteryzowano wyniki badań eksperymentalnych, na podstawie których przyjęto schemat blokowy przetwornika. Przedstawiono model symulacyjny systemu mikrosilnik-przetwornik i wnioski z badań symulacyjnych. Zaprezentowano wyniki badań potwierdzających poprawność pracy prototypu przetwornika.
EN
An idea of angular position transducer for DC micromotors' rotor is presented. The input signal is proportional to pulsation of the motor current resulting from commutation effect. The results of experimental investigations are described. Basing on them the transducer block scheme is proposed. The simulation model of the system including micromotor and transducer is presented, and conclusions from simulation tests are shown. Some results of experiments confirming correctness of prototype transducer operation are also inserted.
EN
Torque measurements in precise equipment reveal a specific nature, which makes it very difficult or impossible to use many typical methods and measuring devices. Successful implementation of new torque meters prototypes and construction of new OPM/Z series of types allowed for new interesting experiments. New optoelectronic rotary torque meters, characterized by a minimal moment of interia of the rotating subassembly, made it possible to take measurements of the torque both on the rotating and fixed shafts. Computer-aided experimental stands enable registration of a torque signal as well as automatic corrections of the measurement way. Formulation of a matematical model of torque meters combined with numerical simulation allows for optimization of the torque measuring path e.g. by the selection of constructional features of individual elements of the stand.
PL
Problematyka konstrukcji i stosowania momentomierzy obrotowych do pomiaru małych momentów. Istnieje wyraźna specyfika pomiarów momentu obrotowego w urządzeniach precyzyjnych napędzanych mikrosilnikami, utrudniająca, lub uniemożliwiająca wykorzystywanie wielu typowych metod i urządzeń pomiarowych. Opracowanie nowej koncepcji momentomierzy (nazwanych ogólnie typem OPM) i wykonanie kolejnych egzemplarzy w ramach 3 typo-szeregów stworzyło warunki do przeprowadzenia wielu badań doświadczalnych. Nowe optoelektroniczne momentomierze obrotowe o zakresach do 2 Nm wyróżniają się znikomym momentem bezwładności podzespołu wirującego oraz umożliwiają pomiar momentu zarówno na wałku wirującym, jak i unieruchomionym. Opracowane skomputeryzowane stanowiska badawcze pozwoliły na dogodną rejestrację sygnału momentu, często z automatycznymi korektami zwiększającymi dokładność pomiaru. Opracowanie modelu matematycznego momentomierzy typu OPM i wykorzystywanie badań symulacyjnych umożliwiło w praktyce optymalizowanie toru pomiaru momentu poprzez dobór cech konstrukcyjnych części mechanicznej mierników.
first rewind previous Strona / 1 next fast forward last
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.