grijper groep 38

Grijper Groep 38

Deze website is gemaakt voor een project van Technische Systemen. De opdracht was om een handgrijper te maken, uiteraard is dat ons gelukt. Wij zijn groepje nummer 38, bestaande uit Lucas Swaak, Oscar van de Water, Thijs Broere, Bootsy van den Ende, Floris Kooiman en Geertje Neijmeijer. Een team dat het perfecte evenwicht tussen werken en lachen heeft gevonden. Met goede communicatie en samenwerken hebben wij een mooie grijper in elkaar gezet. Op onze website kun je ons proces van niets naar een handgrijper volgen. Beginnende bij schetsen en berekeningen eindigend bij een echte grijper, dit kun je allemaal op onze site vinden.

Find Out More

Schets I

Deze grijper heeft een groot contactoppervlak op het voorwerp dat het vasthoudt, dit zorgt er voor dat deze grijper geschikt is om zwaardere voorwerpen op te tillen. De hand van de grijper bestaat uit twee vingers. Eén van die vingers zit bevestigd aan de ´vaste wereld´, de andere vinger is aangesloten op een actuator en is daardoor beweegbaar. Op deze manier kan de hand zich sluiten en vormt een ruitvormige opening op de plaats waar het voorwerp moet komen. Deze ruitvorm is ideaal voor verschillende groottes cilindervormige voorwerpen, maar zal moeite hebben om grip te krijgen op anders vormige voorwerpen. Deze grijper is geschikt voor de wat zwaardere cilindervormige objecten. Het nadeel aan dit ontwerp is de plaats van de actuator. Doordat de actuator dwars op de ´vast wereld´ is geplaatst, neemt het veel ruimte in beslag en zal moeilijk aan te sluiten zijn op een ander onderdeel van de grijper, zoals het optil-mechanisme.

Schets II

Deze grijper beschikt over een hand met twee vingers. Beide vingers zijn aangesloten op dezelfde actuator. Daarbij zijn de vingers in contact met elkaar door middel van tandwielen, zo sluiten de vingers symmetrisch en kan het dus beter voorwerpen tillen. De vorm van de vingers in gesloten stand is echter geen vorm die geschikt is om voorwerpen mee vast te houden. Het zal bij bijvoorbeeld cilindervormige voorwerpen een deel kapot moeten knijpen om er genoeg grip op te krijgen om op te tillen. Ook is dit deels dankbaar aan het slanke design. De vingers zijn dun en hebben weinig contactoppervlak op een voorwerp. In tegenstelling tot grijper 1 heeft deze grijper de actuator in het verlengde van zijn vingers. Op deze manier is de horizontale ruimte beperkt tot de breedte van de actuator en is gemakkelijk aan te sluiten op het optil-mechanisme. Ook is hierdoor de overbrenging van kracht van de actuator op de vingers beter verdeeld.

Schets III

Deze grijper heeft een hand met twee vingers, maar drie contactpunten met het object. Beide vingers zijn aangesloten aan dezelfde actuator. Eén contactpunt op elke vinger en één contactpunt op de ‘vaste wereld’. Als de hand gesloten wordt, zal deze een vorm krijgen van een driehoek. Dit is handig omdat het voorwerp dan zowel vooruit en zijwaarts niet kan bewegen. Deze grijper is handig voor cilinder –en driehoekvormige voorwerpen. Als het voorwerp vierkant is, zal de grijper moeite krijgen met oppakken. De grootte van het contact oppervalk is variabel. De drie contactpunten kan je zo groot of klein maken als nodig. Verder is het een pluspunt dat de actuator in het verlengde van de hand staat, zodat het simpel te bevestigen is aan het optil-mechanisme. Ook bij de grijper is de overbrenging van kracht van actuator op de hand goed.

afwegingstabel

Aangezien het belangrijk is dat de grijper voldoet aan de eisen hebben we besloten om de beste punten van elke grijper te nemen en die te combineren tot één grijper. Dat houdt in voor:

Gewicht: grijper 1

Contactoppervlak: grijper 1

Makkelijke bevestiging: grijper 2

Goede krachtoverbrenging: grijper 3

Door deze grijpers samen te voegen hebben wij samen een betere grijper kunnen ontwerpen en deze ook gemaakt en getest. Met het resultaat zijn we ook erg tevereden.

Het vierstangenmechanisme

De grijper moet minimaal een hoogteverschil van 25 centimeter ondergaan. De actuator schuift maar 10 centimeter uit. Er is dus een versterking nodig van die afstand. Wij hebben voor een vierstangenmechanisme gekozen, omdat het eenvoudig is om te assembleren en omdat het stabieler is dan .

In Figuur 1 is het uiteindelijke 2D-model van ons vierstangenmechanisme te zien. Hierin is de verticale zwarte lijn de muur waaraan de grijper bevestigd moest worden. Het rode en het zwarte parallellogram is het vierstangenmechanisme in de uiterste positie.

Om de afmetingen van het vierstangenmechanisme te bepalen hebben we in 2D het vierstangenmechanisme in de twee uiterste standen getekend. Daarbij hebben we om de bevestigingspunten van de actuator een cirkel getekend met de bijbehorende lengte van de actuator in die positie. Het snijpunt van deze cirkels is het punt waar de actuator aan de muur bevestigt moet worden.

Eerst lag het snijpunt van deze cirkels links van de muur (de verticale zwarte lijn). Daarom hebben we een blok tussen de muur en het vierstangenmechanisme geplaatst, zodat de actuator wel op de gewenste positie geplaatst kan worden.

De Grijphand

In het bovenstaande diagram is een versimpelde weergave van de grijper te zien, met onbepaalde maten, alle aangegeven variabelen representeren de binnenmaat van de grijper, de buitenmaat is afhankelijk van de dikte. Voor het uiteindelijke ontwerp is gekozen om 2 maten van te voren vast te stellen: hoek e is 120° en lengte x is 6 cm.

Voor e is voor 120° gekozen omdat dit de maatbepaling en montage vergemakkelijkt doordat de eindstand hierdoor een ruit wordt die opgedeeld kan worden in twee gelijkzijdige driehoeken.De afstand x is bepaald door te meten tot hoe ver diverse koffiebekertjes ingedrukt konden worden zonder permanente schade aan te richten, dit kwam uit op 6 cm. Omdat de hoek e de ruit in de gesloten stand opdeelt in twee gelijkzijdige driehoeken met afstand x als gedeelde zijde geldt dat a = b = x = 6 cm.

De lengtes c en d zijn afhankelijk van de verhouding c:d:y1 = 1:(√3)/2:1/2, dit volgt uit de relatie tussen de hoek tussen c en d in de dichte stand, namelijk 30°. Deze maten zijn zeer flexibel, wij kozen er voor om de maat c = 10 cm te maken, wat resulteert in de volgende maatgeving voor het geheel:

Bij alle snijpunten is een overlap ingerekend die gelijk is aan de gekozen dikte van 2 cm. Deze dikte was redelijk ruim gekozen zodat we eventueel nog de mogelijkheid hadden naderhand extra gaten te kunnen boren voor verstelbaarheid, achteraf gezien was dit zeer ruim genomen en in een echte productie zou de dikte lager kunnen komen te liggen.

Grijper Groep 38

Schetsen

Het vierstangenmechanisme

De Grijphand

Foto's

Filmpje

Groep 38