Analiza własności dynamicznych manipulatora równoległego przeznaczonego do manipulacji wewnątrzkomórkowych

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.

---

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.