Brainstorm 1

Brainstorm 2

Ontwerpkeuze

De 3 beste schetsen

Schets 1: Van het ontwerp van Jacco hebben we de arm gebruikt. Dit omdat deze arm een simpele en efficiënte manier is om de grijper, die aan het einde van de arm zit, in de juiste positie te houden. De grijper blijft namelijk altijd onder dezelfde hoek staan ten opzichte van de muur en de grond, dit is belangrijk omdat we een bekertje met inhoud moeten optillen en dat moet er wel in blijven zitten.
Schets 2: Van Max' ontwerp hebben we het idee gehaald om meerdere lagen vingers boven elkaar te gebruiken. Dit zorgt voor meer grip, stabiliteit en dat we meerdere spullen op kunnen tillen.
Schets 3: Dit is de grijper zoals we hem, op een paar kleine aanpassingen na, gemaakt hebben. Deze is gebasseerd op het design van sebastiaan. We zien twee vingers die tussen blokken zitten met scharnierpunten. Aan de ene kant van het scharnierpunt zit een veer die de twee vingers naar elkaar toe trekt. Aan de andere kant van het scharnierpunt zit een touw wat over een katrol loopt. Als er dan aan het touw getrokken wordt trekken de touwen naar binnen en gaat de grijper open. Deze sluit vanzelf weer met behulp van de veer als de spanning van de touwen af gehaald wordt.

laserprint template

Bij ontwerpopdracht 4 moesten we een template maken voor de lasersnijder. We moesten dit doen met het programma Visio.
We kregen een lege template waarin de maten waarbinnen we moesten werken vast gelegd waren.
Voordat we de onderdelen in Visio konden zetten moesten we eerst bepalen welke onderdelen we van perspex gemaakt wilde hebben.
Na dit gedaan te hebben zijn we ze, met de correcte afmetingen, in een ander bestand van Visio gaan zetten.
Toen we eenmaal alle onderdelen geconstrueerd hadden zijn we ze als een puzzel in de template gaan zetten en hebben we waar nodig een paar minder belangrijke onderdelen geschrapt, omdat het anders niet op de template paste.
Vervolgens was het belangrijk dat het bestand de juiste naam kreeg en hebben we het geüpload naar de lasersnijder die het voor ons heeft uitgesneden.

Beschrijving grijper

In dit stukje hopen we de werking van de grijper uit te leggen. Om dit goed te kunnen begrijpen, kan het handig zijn om het filmpje en de tekeningen te bekijken.

De werking van de grijper is vrij eenvoudig. We zullen beginnen bij de arm van de grijper (dus het gedeelte van de grijper dat de last omhoog moet brengen). De grijper is op zo’n 16cm hoogte bevestigd aan de practicumopstelling, door middel van een houten plaat. Hieraan zijn vier even lange perspex balkjes bevestigd, die bij hun uiteinden kunnen draaien, zodat het uiteinde op en neer kan bewegen. Op het uiteinde van balkjes zit op zodanige wijze een perspex plaat gemonteerd, dat de balken evenwijdig zijn. Deze perspex plaat zal daarom in elke stand verticaal blijven. De arm kan op en neer bewegen door een actuator, waarvan het ene uiteinde op ongeveer één derde van de arm bevestigd zit en het andere uiteinde aan de practicumopstelling, op zo’n 10cm boven de arm bevestigd is.

Nu komen we bij de bek van de grijper (dus het gedeelte van de grijper dat het voorwerp vastpakt). Deze bek bevat een houten blok (zie tekening van Sebastiaan of het filmpje), dat aan de perspex plaat is bevestigd met een paar schroeven. Hier boven en hier onder zijn twee haken bevestigd, die vele voorwerpen vast kunnen pakken. Ze zitten boven en onder het blok, zodat een voorwerp, bijvoorbeeld een koffiebekertje, rechtop zal blijven tijdens het op en neer bewegen. Tussen de haken zit een veer, die ervoor zorgt dat de bek gesloten wordt. De haak wordt geopend, doordat een actuator aan een touwtjes trekt, die aan het einde van de haken zitten.

Krachtenanalyse grijper

Links: Krachtenanalyse in de bovenste stand. De maximale actuator kracht is 67N.
de verhouding tussen de zwaartekracht en de kracht van de actuator is 5,5.
Dit betekend dat het maximale gewicht dat de grijper kan tillen 12,2N is.
Dit komt overeen met 1.24kg.

Rechts: Krachtenanalyse in de onderste stand. De maximale actuator kracht is 67N.
De verhouding tussen de zwaartekracht en de kracht van de actuator is 2,75.
Dit betekend dat het maximale gewicht dat de grijper in de bovenste stand omhoog kan houden 24,4N is. Dit komt overeen met 2,5kg.

Gehaalde eisen en verbeteringen

De berenklauw heeft elke eis gehaald, desalniettemin is geen enkel product foutloos en zo ook onze grijper. Daarom zullen we hier een paar verbeterpunten noemen, voor een volgende versie van De berenklauw.

Ten eerste hadden we problemen met het langzaam op en neer bewegen van de grijper. Natuurlijk hadden we tijdens het ontwerpen dit probleem al overdacht en waren we tot de conclusie gekomen dat we deze beweging goed zouden kunnen regelen door in de scharnieren wat weerstand toe te voegen. Dit door de moeren van de bouten in de scharnierpunten wat strakker aan te draaien. Maar dit bleek helaas niet voldoende. Om dit probleem een volgende keer te kunnen verhelpen, zouden er tussen het houten frame en de perspex balken stukjes rubber, bijvoorbeeld rubberen ringen, gestopt kunnen worden, wat de weerstand aanzienlijk zou verhogen. Een tweede mogelijkheid is om twee veren aan de arm te bevestigen met het ene uiteinde en het andere uiteinde van de veren respectievelijk onder en boven de arm aan de practicumopstelling te bevestigen. Deze veren werken dan de beweging tegen. Het probleem bij deze oplossing is wel, dat het hele specifieke veren moeten zijn, met een speciale veerconstante en ze moeten behoorlijk ver kunnen uitrekken zonder blijvend te vervormen.

Ten tweede waren de vingers van de bek te glad. Voor zachte voorwerpen, zoals de beren, stroeve voorwerpen of voorwerpen met een uitstekend randje, zoals een koffiebekertje was dit geenprobleem, maar gladde voorwerpen, zoals een flesje water, gleden er doorheen als ze niet achter de dop bleven hangen. Dit was niet zo’n heel groot probleem, omdat de hoofddoelstelling, namelijk het optillen van een koffiebeker, wel behaald kon worden, maar voor de veelzijdigheid van de grijper komt het zeker ten goede dit probleem te verhelpen. Dit zou kunnen door een rubberen strip of isolatietape op de binnenkant van de vingers te plakken, waardoor er meer wrijving kan optreden tussen de haken en het voorwerp.