Onwetend kwamen zeven mannen met een missie bij elkaar. Met als doel om
een verbluffende grijper te maken, gingen zij te werk. Er werd gestreden,
gelachen en gehuild. Alleen The Force kon ons redden…. En dat deed hij.
Na weken lang zwoegen was daar het resultaat: Een geweldige kleurrijke
en efficiënte grijper. Met mooie bewegingen tilt The Force zo een halve
kilo op, allemaal te danken aan de zeven mannen die nu dankzij The Force
verbonden zijn tot één team! Laat je inspireren door onze website, laat
je inspireren door The Force.
(boven, links naar rechts)
Luuk Hopman
Lloyd Nyarko
Lennart van Gameren
Timon Hopman
Menno Koetsier
(onder, links naar rechts)
Stefan van de Maarel
Stijn Lamers
CHALLENGE
Massa
Het bekertje heeft een massa van maxiamaal 500g
Time
De grijper tilt het bekertje tenminste 10 seconden
Height
Het bekertje moet mininmaal 25 cm hoog zijn gedurende de 10 sec
Size
Het bekertje kent de afmetingen van een standaard koffiebekertje
ONTWIKKELING
Toen we op een gegeven moment moesten gaan kijken hoe onze grijper er
uit kwam te zien en hoe het zou werken, hadden we onze schetsen eens goed
bekeken, en wogen we de nadelen tegen de voordelen af. Ieder groepslid
had een verschillend ontwerp geschetst, om zo een mooi overzicht te krijgen
van de mogelijkheden die wij hadden voor het maken van een grijper.
We hadden allerlei ideeën geschetst, waarvan er drie aan onze voorwaarden
voldeden. Origineel hoefde ons ontwerp niet te zijn. We zochten naar een
simpel en effectief ontwerp. Het idee was, dat als we een ingewikkeld ontwerp
namen, de grijper uiteindelijk misschien niet zou werken. Als we het simpel
maken, dan zou het systeem minder snel falen en gemakkelijk te hanteren
zijn.
Met deze prioriteit bedachten we onze grijper. We hadden nu alleen nog
een idee voor een grijper. We moesten ook bedenken hoe de arm van de grijper
er uit kwam te zien. Hoe konden we een object optillen, zonder de inhoud
eruit te laten vallen? Één ding was duidelijk: de grijper moest horizontaal
blijven. Hiervoor bedachten wij een parallel-vormige arm. Dit zou ervoor
zorgen dat beide uiteinden van de arm verticaal bleven, zodat we daar de
grijper aan konden monteren.
Uiteindelijk hadden we een grijper met één bewegende vinger (voor de eenvoud)
en een parallelogram-vormige arm bedacht. Zo konden we objecten optillen
door een actuator, de arm, omhoog en omlaag te laen zakken, zodat de grijper
horizontaal bleef, en de inhoud van de beker er niet uitviel.
We begonnen met het bedenken van zo veel mogelijk verschillende manieren
waarop een grijper zou kunnen functioneren, dachten na over verschillende
vormen en verschillende eisen waar deze concepten uiteindelijk aan
zouden moeten voldoen.
(klik op de foto links voor een tabel met de criteria.)
Schetsen
Vervolgens schetste ieder teamlid één van zijn concepten.
(Als er op de afbeelding hiernaast wordt geklikt, worden de drie best
beoordeelde concepten weergegeven en toegelicht.)
Hierbij werd het gekozen ontwerp compleet uitgewerkt, met daaraan toegevoegd
de bijbehorende parameters, geometrie, wrijving verliezen etc.
(plaatje hiernaast voor theoretische benadering)
Fabricage van de grijper
In deze ontwikkelingsfase werd onder andere gebruik gemaakt van gereedschap
en dergelijke, voor de bewerking van materialen,
om de uitgedachte grijper te bouwen.
We vonden het erg leuk om te doen en zijn blij dat het gelukt is. Het
ging zeker niet zonder slag of stoot maar het eindresultaat mag er zijn:
Een prachtige grijper, sterk genoeg om het benodigde gewicht op te tillen
en mooi afgewerkt met spuitbuswerk van de hoogste kwaliteit. Soms waren
er meningsverschillen, soms kwamen we ergens niet uit en soms bleef de
duct tape niet plakken. Maar dit was niet genoeg om ons op onze knieen
te krijgen. Door samen te werken en elkaar te ondersteunen waar dat kan,
hebben we de finish gehaald. We hebben veel geleerd en we hebben een goede
basis gelegd voor toekomstige projecten. Bedankt voor het bekijken van
onze website.
‘May the Force be with you’
Lloyd Nyarko
Stefan van de Maarel
Lennart van Gameren
Luuk Hopman
Stijn Lamers
Menno Koetsier
Timon Hopman
DE WEGINGSTABEL
Om op een goed ontwerp voor onze grijper te komen, hebben we een tabel
gemaakt met daarop de verschillende eisen met wegingsfactoren, en de resultaten
van de schetsen van elk groepslid op de verschillende eisen. Door de scores
van de schetsen op iedere eis te vermenigvuldigen met de wegingsfactoren,
kwamen we uit op de drie beste ontwerpen voor onze grijper.
We hebben negen verschillende specifieke eisen gesteld aan onze grijper.
Deze eisen hadden ieder een verschillende wegingsfactor. We hadden lage
wegingsfactoren toegekend aan de eisen ‘originaliteit’, ‘grootte’ en ‘mobiel’.
We vonden het niet erg belangrijk of ons ontwerp origineel was, omdat dit
zou leiden tot een ingewikkelde grijper. Dit vermeden wij liever, omdat
we het belangrijker vonden dat de grijper goed werkte. Ook was het voor
ons niet van belang dat onze grijper compact en/of mobiel werd. Als we
de grijper kleiner hadden gemaakt, was de kans groot dat we niet konden
voldoen aan de eisen voor het optillen van de beker. We richtten onze aandacht
liever op de andere eisen.
Een stevige en nauwkeurige grip waren de hoofdpunten waaraan onze grijper
moest kunnen voldoen. We wilden zeker zijn dat de grijper de beker niet
liet vallen, en dat het bekertje recht bleef. We hebben hiervoor een grijper
bedacht die maar één bewegende vinger heeft. Zo voorkwamen we complicaties
en kon de grijper de beker met voldoende kracht vasthouden.
De eis ‘simpel' had ook een relatief hoge wegingsfactor. Als we de grijper
naar een gecompliceerd ontwerp hadden gebouwd, was de kans groot dat de
grijper achteraf niet meer aan de eisen kon voldoen. Ook is het gevaar
dat de grijper te zwaar wordt. De actuatoren kunnen dit gewicht misschien
niet dragen, laat staan de beker optillen. Door het ontwerp simpel te houden,
voorkwamen we dit probleem, en konden we ons beter focussen op de belangrijkere
eisen van de grijper.
TABEL WEGINGSFACTOREN
factor
#
Criteria
Lennart
Menno
Stijn
Luuk
Timon
Stefan
Lloyd
2.4
1
Grootte
7
5
7
6
7
7
5
4.6
2
Nauwkeurigheid
5
8
6
7
7
7
8
3.6
3
Snelheid
8
6
6
6
6
7
6
4.9
4
Simpliciteit
8
3
4
2
8
8
9
2.9
5
Grip
5
7
5
4
6
8
8
1.5
6
Veiligheid
6
8
7
8
5
8
7
3.9
7
Originaliteit
4
8
7
8
5
5
6
2.0
8
Stevigheid
7
5
4
4
5
7
7
2.0
9
Mobiliteit
6
6
6
6
6
6
5
-
-
totaal
180.6
179.2
160.3
154.8
179.3
208.7
205.6
Grijper
Stefan v/d Maarel.
In dit ontwerp is het de bedoeling dat het koffiebekertje volledig omhuld
wordt door de grijper, zodat er geen kans is dat het eruit kan vallen.
Zoals je kan zien is het deel wat de koffiebeker moet omhulsen aardig hoog,
op deze manier is de kans dat de beker eruit valt ook een stuk kleiner.
Deze grijper bestaat uit twee halve cirkels, die met een scharnier aan
elkaar verbonden zijn. Aan dit scharnier zit een latje vast en om dit latje
heen zit een blokje dat over de gehele lengte van dit latje kan bewegen.
Het blokje is verbonden met de twee delen van de grijper, en er zitten
veren tussen zodat de grijper niet te snel naar binnen schiet. Aan het
blokje kan een actuator worden verbonden zodat het mogelijk is het latje
te bewegen over zijn lengte-as en waardoor de grijper dus kan worden geopend
en gesloten.
Stoffer en Blik
Lloyd Nyarko.
Het idee van dit ontwerp berust op het insluiten van het bekertje. Dit
systeem is onder te verdelen in twee delen. Een bewegend deel en een statisch
gedeelte. Het plan is om in het statische gedeelte gleuven te maken, om
ruimte over te laten voor de beweging van het kinetsiche gedeelte. Die,
als het ware, heen en weer schuiven kan en eventueel door veren, geremd
of gestimuleerd wordt in die beweging. Door de afmetingen van de gleuven
op zodanige wijze te kiezen, kan het bekertje ingesloten worden zonder
dat het bekertje daarbij ingedrukt wordt en mogelijkerwijs inhoud verliest.
Een beschrijving van de werking is als volgt. Het gehele systeem
wordt in open toestand over het bekertje heen gehesen met behulp van een
grote actuator. Vervolgens wordt het systeem zo verlaagt, dat het bekertje
in het gat terecht komt. Waar na het bekertje ingesloten kan worden via
twee kleine actuatoren, die op de achter kant van het frame rusten en daar
ook krachten uitoefenen op het bewegende deel van het systeem. Zodoende
wordt ook de richting van de beweging geregeld.
Blauw
Lennart van Gameren.
De grijper is zo gemaakt dat het voorwerp wordt vast gepakt met één vaste
vinger en één vinger die beweegt met behulp van scharnieren. De pneumatische
actuator zit bevestigt aan de achterkant van de grijper en wanneer hij
uitzet gaat de voorkant van de actuator de holle vaste vinger in. Op die
manier kan je dan een latje tussen de bewegende vinger en de pneumatische
actuator bevestigen. Als de pneumatische actuator dan uitzet wordt dit
latje vooruit geduwd ten opzichte van de rest van de grijper. Omdat het
latje kan scharnieren wordt zo de bewegende vinger naar binnen geduwd.
