Devil wears claw
Tino Borst
Jasper Hoevenaars
Zihao Yang
Floris Dusseljee
Olivier de Ronde Bresser
Sam Aalders
Sander van Overbeeke
Mees Wools
Ontdek meer!
Bouw een grijper die in staat is een beker vast te pakken en deze 25 cm hoog op te tillen.
Om dit aan te pakken is de opdracht verdeeld in vijf subopdrachten, die hieronder verder zijn uitgewerkt
OPDRACHT
Deze opdracht was er om verschilende grijperontwerpen te ondekken. Als eerste stelde we onze ontwerpeisen op en daarna bedacht ieder groepslid een manier om een grijper te bouwen. Hier kozen we uiteindelijk de beste ideen uit voor onze grijper.
Nadat het hoofdontwerp gekozen was zijn we aan de slag gegaan in de werkplaats, Hier is een opsomming van ons bouwproces
Met de drie beste schetsen zijn we aan de slag gegaan om ons ontwerp te perfectioneren
Met behulp van matlab hebben de geometrie van onze grijper bepaald.
Toen de grijper af was konden we hem eindelijk testen. Zie hier de test rezultaten.
Ontwerpopdracht één
Arm 1 was de beste keuze. Deze arm is dankzij een 4 stangen mechanisme in de vorm van een parallellogram zeer stabiel. Dit systeem zorgt ervoor dat de volgstang altijd evenwijdig loopt aan de basis. Doordat de actuator aan de buitenkant zit is deze gemakkelijk te demonteren.
Grijper 2 was de beste keus voor de grijper. Met twee klauwen klemt de grijper om de rand van de beker, hierdoor komt het zwaartepunt van de beker onder de grijper te liggen. Door het geringe aantal onderdelen is die ook simpel te fabriceren. Dit model grijper is simpel aan de zijkant van een arm te monteren, dit sluit naadloos aan bij onze keuze voor de arm.
Zowel de grijper als de arm voldoen aan alle ontwerpeisen. Hieronder een overzichtje:
Randvoorwaarden:
Tilhoogte: 250 mm
Inbouwbreedte: 250 mm
Massa bekertje: <0,5 kg
Startpositie: Boven
Eisen:
Bekertje vastpakken
Bekertje optillen
Bekertje niet samenknijpen
Bekertje moet stabiel blijven
Maximalen snelheid: 80 mm/s
Ontwerpopdracht twee
In een ontwerpproces met acht mensen heeft ieder individu zijn eigen idee. Om geen (belangrijke) ideeën over te slaan, heeft iedereen zijn ontwerp geschetst in een isometrische perspectief. Vervolgens hebben we de schetsen stuk voor stuk bekeken en beoordeeld. Daaruit zijn verscheidene ontwerpen naar boven gekomen waar veel potentie in zat. Hieronder zijn drie schetsen weergegeven.
De vierpuntsgrijper met "schaarbewegingsmechanisme". Wanneer de actuatoren tegen de mechanisme duwt ontstaat er een extensie in de arm.
Deze grijper maakt gebruik van een vierstangenmechanisme waarbij k+l=p+q. Hierdoor blijft de klauw horizontaal.
Dit model grijper is erop gebazeerd dat de grijpkop de rand van de beker vastklemd
Ontwerpopdracht drie
Voor een optimale beweging zijn de lengtes van de armen en aangrijpingspunten van de actuatoren uitgerekend met matlab.
Hieronder een figuur van de grijper in verschillende standen en het bewegingsbereik.
uiteindelijk kwamen we uit op armen met een lengte 330 [mm] en een angrijping van de actuatoren op 170[mm] van de basis. hiermee onstaat er een bewegingsbereik van y=37 tot y=315. Hiermee onstaat een effectieve verplaatsing van y=278 [mm]
Ontwerpopdracht vier
Nadat de perspex onderdelen binnen waren zijn we meteen aan de slag gegaan. In verschillende werkplekken hebben we de grijper inelkaar gezet. Klik op de foto's om ze vergroot te zien.
Ontwerpopdracht vijf
Het testen
In onze eerste poging hadden wij de kleine actuatoren toegepast bij de arm en de klauw. De grijper kan gemakkelijk een leeg bekertje tot de hoogste stand optillen. Een halve kilo was echter te zwaar. Dit leverde ons eerste probleem op.
Daarnaast kon de grijper het bekertje niet geheel dichtknijpen. Dit kwam door de manier waarop de kleine actuator aan de klauw was gemonteerd. In ingeschoven toestand was de afstand tussen de actuator en de bevestiging aan de klauw te klein. Kleine bekertjes kunnen dus niet worden opgepakt.
De oplossingen
Voor het optillen van het bekertje hebben wij de kleine actuator vervangen door de grote actuator. De grote actuator levert genoeg kracht om het mechanisme op te tillen. Daarentegen zorgt de extra kracht ervoor dat het bekertje te snel op en neer beweegt. Hiervoor hebben wij diagonaal elastiekjes geplaatst. Deze extra kracht zorgt ervoor dat ons mechanisme nu met een kleinere snelheid op en neer beweegt.
Ook hebben we een extra hoekprofiel toegepast bij de klauw. Hierdoor hebben wij meer lengte gecreëerd tussen de actuator en de bevestiging aan de klauw. In ingeschoven toestand neemt de klauw hierdoor dus meer lengte mee van de klauw waardoor de binnendiameter afneemt. Kleinere bekertjes worden nu beter omarmt, en tevens niet kapot gemaakt.
Het minpuntje in ons ontwerp is dat de klauw al erg snel in de weg zit bij de beweging naar beneden. Grote bekers worden hierdoor dus moeilijk omarmt.
Video
