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

Marek A. Książek,

Janusz Tarnowski

Abstrakt

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: człowiek jako element układu sterowania narzędziem, wpływ wibracji ogólnej i miejscowej na sterowanie
References

[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.