Jack the Gripper

Door WB067: Marco Moerman, Wouter de Boer, Danny de Grijff, Jacqueline Klaver, Yoshi Verspaget, Bob van der Windt, Just van Stam en Daan Treurniet

Het eerste project van jaar 1 werktuigbouwkunde 2015 is het maken van een mechanische grijper die door middel van drie actuatoren een koffiebekertje kan optillen. De grijper moet van de hoogste stand zakken naar de laagste stand. Daar moet de grijper het koffiebekertje met verschillende inhoud vastpakken en minimaal 250 mm optillen. Vervolgens moet het bekertje tien seconden in deze stand worden vast gehouden. Dit moet allemaal gebeuren zonder dat de inhoud uit het bekertje valt. De grijper moet monteerbaar zijn op een bord van 250x500 mm.

Het Team

Leo Huisman

"Is er al broodje Leo gehaald?"

Marco Moerman

"Had dat effe eerder gezegd!"

Danny de Grijff

"Guess who's back"

Jacqueline Klaver

"Yoshi, moet jij niet eens koffie halen?"

Daan Treurniet

"Heb ik al ge-Daan"

Yoshi Verspaget

"Nog even schoonmaken bij LAGA"

Bob van der Windt

"Goedemorguhhh"

Just van Stam

"Ik zit nog in mijn badjas"

Wouter de Boer

"Eerst effe koffie halen"

Concept fase

Knikkers

Door: Marco

Het is belangrijk dat de grijper het bekertje geleidelijk optilt. Door knikkers in een bakje te laten vallen is er een soort contragewicht wat steeds zwaarder wordt. Als het gewicht van het bakje en de knikkers groot genoeg zal het bekertje door de arm opgetild worden. Doordat de knikkers 1 voor 1 in het bakje vallen wordt het gewicht geleidelijk opgebouwd en gaat de arm geleidelijk omhoog.

Img missing

Ratel

Door: Daan

Om voor een geleidelijke beweging van de grijper te zorgen, kan een ratel-systeem gebruikt worden. Dit systeem maakt gebruikt van een tandwiel, twee 'vingers' en een arm. Een van de twee vingers is bevestigd aan de arm die om dezelfde as draait als het tandwiel. Doordat de vingers het tandwiel maar 1 kant op laten draaien, kan door te 'pompen' met de arm een koord worden opgewonden op een geleidelijke manier.

Img missing

Parallel

Door: Jacqueline

De arm dient om de constructie van de grijper op te tillen. Omdat er twee actuatoren onder elkaar bevestigd zijn wordt de grijper een groot stuk omhoog getild. Dit is een zeer simpel te realiseren ontwerp waaraan gemakkelijk gerekend kan worden.

Img missing

Booster

Door: Just

Het idee van de boosterarm is vrij simpel. Het is een balk met een verplaatsbaar gewicht eraan. De balk wordt in het midden vastgemaakt en zo onstaat een draaipunt. De booster draait door het gewicht. Door middel van een acuator kan het gewicht aan verschillende kanten van het draaipunt geplaatst worden.

Img missing

Krukas

Door: Wouter

Het ontwerp voor de ophanging berust op een krukasprincipe; de actuator schuift in en uit wat een draaiende beweging veroorzaakt waardoor riemen de grijper omhoog bewegen.

Img missing

Hefboom

Door: Bob

Het ontwerp is gebaseerd op het al bestaande idee van de hefboom. Aan de ene zijde van de arm zal de grijper verbonden worden aan de andere zijde de grote actuator. Op het moment dat de actuator uitschuift zal dit deel naar beneden bewegen en het deel met grijper en voorwerp omhoog.

Img missing

Ballon

Door: Yoshi

De focus van dit ontwerp ligt op de ballon. Dit ontwerp gebruikt de langzame opbouw van luchtdruk in de ballon om zo de arm geleidelijk en gecontroleerd omhoog te brengen. Dmv een actuator aan een pomp te verbinden wordt de lineaire beweging van de actuator omgezet in elke keer een beetje meer lucht in de ballon. Door een andere actuator aan een ventiel te koppelen wat tussen de ballon en de pomp zit kan de ballon ook gecontrolleerd leeg worden gelaten.

Img missing

Lift

Door: Danny

Het takelgedeelte zorgt ervoor, met behulp van een mechanisme die de kabel op een spoel rolt, dat de lift omhoog wordt getakeld. Het mechanisme dat de kabel op een spoel windt zal de lift met geleidelijk snelheid omhoog laten bewegen. Het bekertje mag niet teveel schokkerige bewegingen maken vandaar de keuze voor dit concept.

Img missing

Vloer

Door: Marco

Om het bekertje op te tillen kan er een vloer gemaakt worden waar het bekertje op kan schuiven. Met een actuator kan het bekertje op de vloer geduwd worden. Door een dunne vloer te gebruiken val het bekertje niet om als hij op de vloer geduwd wordt.

Img missing

Band

Door: Daan

Een simpele manier om een bekertje op te pakken is met behulp van een band. Deze band is een ruime cirkel die om het bekertje wordt geplaatst. Als de band om het bekertje zit kan deze worden aangetrokken door actuator. Daardoor sluit de band om het bekertje en wordt het bekertje dus ingeklemd.

Img missing

Hefboom

Door: Jacqueline

Dit ontwerp is geïnspireerd door opgave 3.5 uit het blokboek. Door een hefboom mechanisme wordt er een draaiing gerealiseerd die met een veer gecompenseerd wordt. Hierdoor is de uitgangspositie gesloten en kan de grijper geopend worden op het moment dat het koffiebekertje opgepakt moet worden. Er is maar één actuator nodig voor het oppakken van het bekertje.

Img missing

Vork

Door: Just

De grijper is het simpelste van het hele systeem. Het is een plaatje met een inham in de vorm van een bekertje. Het plaatje kan draaien ten opzichte van de grijparm waardoor het bekertje altijd recht op blijft staan. Als de arm naar beneden draait ‘scoopt’ de grijper het bekertje op.

Img missing

Omhulsel met pin

Door: Wouter

De grijper bestaat uit een mal met twee helften, van welke één vrij scharniert. De actuator oefent een beweging uit tegen de scharnierende helft, waardoor deze tegen de andere helft klapt en een valpin de twee helften aan elkaar verzekerd.

Img missing

Omhulsel

Door: Bob

Het ontwerp bestaat uit twee onderdelen: een statische halve cirkel verbonden aan een frame en een halve cirkel verbonden aan een kleine actuator. De binnenkant van de halve cirkels zijn bekleed met zacht materiaal zoals foam. De actuator schuift uit en klemt zo het bekertje tussen beide halve cirkels vast.

Img missing

Kermisgrijper

Door: Yoshi

De betrouwbare kermisgrijper leent zijn ontwerp aan de simpele grijpers op de kermis. Bij dit ontwerp is tevens maar 1 actuator nodig die de grijper armen aantrekt en zo het bekertje van boven vast pakt. In tegenstelling tot de kermis zorgen we er natuurlijk voor dat deze grijper wél genoeg kracht heeft om het object op te tillen.

Img missing

Vingers

Door: Danny

De grijper bestaat uit aparte vingerkootjes die bevestigt zijn aan de arm. Door het gebruik van vingerkootjes, vormen de vingers zich precies om het bekertje, daardoor wordt het bekertje ingeklemd en wordt er niet teveel druk op het bekertje uitgeoefend.

Img missing

Nadat er allemaal ontwerpen van zowel een grijper als een arm bedacht waren moest uit deze ontwerpen de beste optie gekozen worden. Dit is gedaan aan de hand van een lijst met eisen. Er is gekozen voor de volgende eisen: design, simpel, goedkoop, betrouwbaar, berekeningen, haalbaar, soepel en mobiliteit.


Design


Het prototype moet er goed uitzien. Dit houdt in dat het prototype netjes in elkaar gezet moet kunnen worden en netjes afgewerkt moet kunnen worden. Het prototype kan ook nog geverfd worden om hem er beter uit te laten zien.


Simpel


Er is als eis opgesteld dat het ontwerp simpel te maken moet zijn. Er moeten niet te moeilijke systemen inzitten die niet te realiseren zijn. Het moet niet moeilijker gemaakt worden dan nodig is.


Goedkoop


Het ontwerp moet zo goedkoop mogelijk zijn. Er moeten zo min mogelijk kosten gemaakt worden aan het bouwen van het prototype, dit kan door de materialen die gebruikt gaan worden slim te kiezen en zo min mogelijk materialen te gebruiken.


Betrouwbaar


Het moet een ontwerp zijn dat betrouwbaar is. We moeten er op aan kunnen dat het prototype altijd werkt en dat het prototype ook altijd hetzelfde doet. Daarnaast is het belangrijk dat het prototype ook veilig is.


Berekeningen


Er is als eis opgesteld dat er aan ons uiteindelijke ontwerp gerekend moet kunnen worden. Op deze manier kan er van te voren bepaald worden hoe het prototype er uit moet zien en of het prototype gaat werken.


Haalbaar


Het moet een prototype zijn dat binnen de tijd gerealiseerd kan worden. Een te moeilijk ontwerp kost te veel tijd om te maken. Het prototype moet binnen een bepaald tijdsbestek af zijn dus het is belangrijk dat dit haalbaar is.


Soepel


Een eis is dat het prototype soepel en geleidelijk moet werken. De inhoud van het bekertje mag niet uit het bekertje vallen dus het is belangrijk dat het de arm geleidelijk omhoog gaat. Daarnaast mag het bekertje niet kapot geknepen worden als de grijper het bekertje oppakt.


Mobiliteit


Er is als eis opgesteld dat ons prototype makkelijk te uit elkaar te halen moet zijn. We hebben te maken met het feit dat meerdere groepjes gebruik moeten maken van dezelfde materialen. Het prototype moet ook makkelijk te vervoeren zijn, zodat het altijd mee te nemen is.

Weegfactoren

Om tot een gezamenlijk besluit te kunnen komen over wat belangrijk is in het ontwerp van de grijper is er gewerkt met een turfsysteem. Eerst zijn de eisen opgesteld (voor de arm en de grijper apart) en vervolgens kreeg elk lid van de groep tien turfjes om te verdelen over de eisen die het betreffende lid belangrijk acht. Hieruit is uiteindelijk een gewogen gemiddelde gekomen waaruit we de weegfactor voor elke eis hebben opgesteld.

Aanpak

Vervolgens is er een excel bestand gemaakt waar alle eisen met bijbehoorende weegfactor zijn gezet. In dit excel bestand kon elk lid van de groep cijfers geven aan elke eis appart. Het gemiddelde van al deze resultaten is te vinden in onderstaande tabel. Hieruit zijn drie winnaars gekozen waaruit 1 combinatie van arm en grijper verder uitgewerkt is.

Overzicht Arm

Overzicht Grijper

Top 3 Arm

  1. Knikkers

    2. Dit is het winnende ontwerp. Op design werd niet heel goed gescoord maar de knikkers worden wel als zeer betrouwbaar beschouwd en is winnende in het gebied geleidelijke bediening. Omdat het ook vrij simpel te maken is zal het goed haalbaar zijn binnen de tijd. Verder is er ook goed aan het ontwerp te rekenen.

  2. Ballon

    3. De ballon is een goed ontwerp wat op veel punten goed heeft gescoord. Onder andere op het belangrijkste punt, geleidelijke bediening, scoorde het ontwerp goed. Ook was het design erg goed. De ballon is een redelijk betrouwbaar ontwerp maar er is lastig aan te rekenen. Verder scoorde het op bijna alle andere punten redelijk goed maar sprong hij er niet uit.

  3. Ratel

    4. De ratel heeft zeer veel punten gescoord in twee belangrijke sectoren: betrouwbaarheid en geleidelijke bediening. Echter is het een relatief lastig ontwerp wat veel geld gaat kosten en waar moeilijk aan te rekenen is.

Top 3 Grijper

  1. Band

    2. De band is het winnende ontwerp voor de grijper. Dit ontwerp wordt bertrouwbaar en simpel bevonden en verder valt er goed aan te rekenen. Ook de geleidelijke bediening scoort goed evenals de haalbaarheid. Er is goed te rekenen aan dit ontwerp en is om al deze redenen de rechtvaardige winnaar.

  2. Hefboom

    3. De hefboom is een simpel te maken en zeer betrouwbaar ontwerp. De geleidelijke bediening is ook goed bevonden. Verder scoorde het ontwerp op bijna alles goed maar niet uitmuntend.

  3. Vingers

    4. De vinger met kootjes heeft een mooi design en scoorde hoog op betrouwbaarheid. Echter is het ontwerp volgens de beoordelingen niet simpel bevonden en ook niet goedkoop. Wel scoorde de vinger met kootjes uitmuntend in de sector geleidelijke bediening.

Knikkers

Ballon

Ratel

Band

Hefboom

Vingers

Conclusie

De twee winnende ontwerpen - de knikkers en de band - kunnen goed samen. Voor de knikker opstelling zijn twee actuatoren nodig en omdat niet de kracht, maar alleen het uitschuifvermogen, van de actuatoren wordt gebruikt, is er makkelijk mee te rekenen. In plaats daarvan wordt zwaartekracht gebruikt om het koffiebekertje op te tillen. De grijper, waarbij maar een actuator nodig is, sluit goed aan bij dit ontwerp omdat het bevestigd kan worden aan de arm. Ook hier wordt alleen gebruik gemaakt van het uitschuifvermogen van de actuator. Het is een betrouwbaar systeem en beide zijn haalbaar binnen de tijd.

Ontwerp fase

Staafjes versus Knikkers

Na de keuze gemaakt te hebben van welke ontwerpen het beste zijn is er verder nagedacht over de details van het ontwerp. Er waren namelijk al een paar puntjes waar gelijk tegenaan gelopen werd. Na een korte berekening was al snel duidelijk dat het gebruik van knikkers niet mogelijk is. Zo zouden er voor het optillen van de arm en een koffiebekertje met een halve kilo 410 kleine glazen knikkers of 45 grote glazen knikkers nodig zijn. Daarom is er gekeken naar andere opties, stalen knikkers of stalen staafjes. De uiteindelijke keuze is gebaseerd op hoeveel het uiteindelijk zou gaan kosten en op wat de meest praktische oplossing was. Daarom is uiteindelijk gekozen voor het gebruik van stalen staafjes met een diameter van 6 mm dit kostte het minst en het gebruik van de grootste staafjes is het meest praktisch omdat er dan minder nodig zijn. De resultaten van deze berekeningen zijn te vinden in de tabel hieronder.

Met de keuze van de stalen staafjes was er een ander deel van het oorspronkelijke ontwerp ook niet meer mogelijk. In het oorspronkelijke ontwerp zaten de knikkers in een stuk pvc-pijp waar ze uit rolden, dat is niet mogelijk met de stalen staafjes. Daarom is gekozen voor een ander ontwerp waarbij de stalen staafjes op een plateau liggen waar ze door een vork tegengehouden worden. Door het heen en weer bewegen van deze vork vallen de staafjes 1 voor 1 naar beneden.

Massa staafje

De formule voor het berekenen van de massa’s van de staafjes is:

$$m = \rho V$$ $$m = \rho \pi r^2 h$$

Gegevens

$d$ = 12 mm
$h$ = 100 mm
Materiaal = Staal
$\rho$ = 7.8*103 kg/m3

Berekeningen

$$m=7.8*10^3 kg/m^3* \pi *0.006^2 m*0.1 m$$ $$m=7.8*10^3*3.6*10^{-5}*0.1*π$$ $$m=0.02808 \pi$$ $$m=0.08821 kg$$ $$m=88.2 g$$

Spankracht kabel

De spankracht in de kabel hangt af van het aantal staafjes in het bakje:

$$\sum F_y = T_{kabel} - G_{staafjes} = 0$$ $$T_{kabel} = G_{staafjes} = m_{staafjes} * n_{staafjes} * g$$

Gewicht te dragen onder elk hoek

Om te berekenen welk gewicht de grijper kan dragen onder welke hoek, doen we aan de hand van een moment te nemen om de oorsprong:

$$\sum M_o = (\frac{3}{5} L * cos \theta)(T) - (L * cos \theta)(G_{grijper}) - (L * cos \theta + \alpha)(G_{beker})$$

Gegevens

$L$ = 0.245 m
$a$ = 0.050 m
-11.78° ≤ θ ≤ 45°

Berekeningen

$$G_g = m*g = m*9.81 = N$$ $$T = \frac{(L*cos \theta)(G_{grijper}) + (L*cos( \theta + \alpha))(G_{beker})}{( \frac{3}{5} L * cos \theta)}$$ $$T = \frac{(0.245*cos \theta)(G_{grijper}) + (0.245*cos( \theta + 0.005))(G_{beker})}{( \frac{3}{5} 0.245 * cos \theta)}$$

Theorie

Waardes

$m1$ = massa 1 [$kg$]
$m2$ = massa 2 [$kg$]
$g$ = gravitatieconstante = 9.81 [$m/s^2$]
$T$ = kracht die in het touw werkt [$N$]

Zoals te zien is in de figuur wordt het systeem in beweging gezet doordat $m1$ net iets groter is dan $m2$. Hieronder wordt berekend wat de maximale snelheid is waarmee $m2$ omhoog wordt gebracht. De bedoeling is dat deze erg laag is. Hieruit blijkt dat de bediening geleidelijk is.

Uit de figuur en de algemene vergelijking:

$$F=m*a$$

Blijkt dat:

$$F1=m1*g-T=m1*a$$ $$F2=m2*g-T=m2*a$$

Waarbij $F1$ en $F2$ de netto krachten zijn die die werken op elke individuele massa.

Hieruit kan worden afgeleid dat:

$$a=g* \frac{m1-m2}{m1+m2}$$

Nu de versnelling bekend is kan met de algemene formule:

$$s=\frac{1}{2}*a*t^2$$

Die omgeschreven wordt tot:

$$t=\sqrt{\frac{2*s}{a}}$$

De tijd die nodig is om het koffiebekertje helemaal op te tillen berekend worden. De afstand is een constante met de waarde 0.25 [$m$].

Nu kan de maximale snelheid berekend worden met:

$$v_{max} = a*t$$

Door de massa te variëren van 0.23 [$kg$] (massa van de grijper) tot 0.73 [$kg$] (massa van de grijper plus het maximale extra gewicht van 0.5 [$kg$]) kan voor elke massa de maximale snelheid worden berekend.

Met Matlab is deze grafiek gerealiseerd waarbij de maximale snelheid op de verticale as staat en het gewicht wat opgetild moet worden op de horizontale as.

In de grafiek zijn een heleboel pieken en dalen te zien. Dit is te verklaren doordat één staafje een gewicht heeft van 88 gram. De massa van het bekertje met inhoud plus de arm wordt dus opgeheven door een massa die 0 tot 87 gram meer kan zijn dan eigenlijk nodig is om het systeem in beweging te brengen. Hierdoor varieert de snelheid heel erg bij elke meting.

Ook is te zien dat er na elke piek een dal is. Dit is te verklaren doordat elke keer als er één staafje bij komt er in één keer versprongen wordt van een massa die veel meer dan nodig is naar een massa die een klein beetje meer dan nodig is. Bij een grote hoeveelheid overtollige massa wordt de versnelling ook groter waardoor de eindsnelheid ook groter wordt. Bij een kleine hoeveelheid overtollige massa wordt de versnelling veel minder groot waardoor de eindsnelheid ook minder groot wordt.

Als laatste valt op dat de verschillen in snelheid steeds kleiner worden naarmate het gewicht toeneemt. Dit komt doordat de massa van één staafje een steeds kleiner percentage van het gehele gewicht is wat opgetild moet worden. De nauwkeurigheid wordt dus groter waardoor er steeds preciezer naar de minimale eindsnelheid gewerkt kan worden.

De conclusie die we hieruit kunnen trekken is dat de gemiddelde snelheid tussen de 0.22 [m/s] en de 0.75 [m/s] zal liggen. Dit is nog steeds vrij snel maar in de praktijk zal er ook wrijving zijn. De verwachting is dat de wrijving zodanig hoog is dat de maximale snelheid nog meer afneemt. Op deze manier blijkt dat het ontwerp van de Jack the Gripper geleidelijk bediend kan worden.

Praktijk

In de praktijk blijkt dat de grijper in stukjes omhoog gaat. Elke keer als er een staafje bij komt wordt de grijper een klein stukje meer opgetild. Op deze manier gaat het systeem dus nog langzamer omhoog waardoor de geleidelijke bediening nog beter is dan verwacht.

Door wrijving en doordat de grijper elke keer een klein stukje verder omhoog gaat is een gemiddelde snelheid van 0.1 [$m/s$] gemeten bij het optillen van een bekertje met daarin drie staafjes van 88 gram. Er werd dus een gewicht van $0.088*3+0.230=0.495$ [$kg$] opgetild waarbij de 0.230 [$kg$] het gewicht van de grijper is.

De massa in het bekertje is dan 0.264 [$kg$]. Uit de grafiek valt af te lezen dat in de theorie dat dit met een snelheid van 0.6 [$m/s$] zou moeten gebeuren.

De snelheid is in praktijk dus 5 lager dan in de theorie. Hieruit blijkt dat de wrijving erg hoog is.

Spankracht

Met behulp van Matlab is voor verschillende hoeken en gewichten de spankracht in het touw berekend. Het resultaat is te zien in de tabel hieronder:

Beweging

Tot slot is er een animatie gemaakt met Matlab waarin de beweging van de grijper wordt uitgebeeld:

Met het programma 'MS Visio' zijn de tekeningen gemaakt van de onderdelen. Zo veel mogelijk onderdelen moeten met de lasersnijder worden gemaakt, omdat dit tot de grootste precisie in de afmetingen leidt. Dat betekent dat alle onderdelen worden ontworpen om uit een Perspex plaat van 5 mm dikte te snijden.

Lasersnijder tekeningen

Nu de losse onderdelen ontworpen zijn, moet er gekeken worden of alles in elkaar gaat passen op de goede manier. Het programma Solidworks is gebruikt om een 3D CAD model te maken van het hele grijpsysteem. Eerst zijn alle losse onderdelen in de software ontworpen. Daarna zijn de onderdelen in een zogenaamde 'assembly' samen gebracht en kan de bewegingsvrijheid van het systeem bekeken worden. Ook kunnen eventuele problemen met de montage vroegtijdig voorkomen worden.

Solidworks screenshots

Resultaat

Met het programma 'MS Visio' zijn de tekeningen gemaakt van de onderdelen. Zo veel mogelijk onderdelen moeten met de lasersnijder worden gemaakt, omdat dit tot de grootste precisie in de afmetingen leidt. Dat betekent dat alle onderdelen worden ontworpen om uit een Perspex plaat van 5 mm dikte te snijden.

Lasersnijder tekeningen

Nu de losse onderdelen ontworpen zijn, moet er gekeken worden of alles in elkaar gaat passen op de goede manier. Het programma Solidworks is gebruikt om een 3D CAD model te maken van het hele grijpsysteem. Eerst zijn alle losse onderdelen in de software ontworpen. Daarna zijn de onderdelen in een zogenaamde 'assembly' samen gebracht en kan de bewegingsvrijheid van het systeem bekeken worden. Ook kunnen eventuele problemen met de montage vroegtijdig voorkomen worden.

Solidworks screenshots

Het bouwproces is in principe vlot en goed verlopen. Iedereen heeft op zijn/haar manier bijgedragen aan de praktische totstandkoming van de grijper. Zo bleek Daan al aardig overweg te kunnen met de kolomboormachine, was Yoshi één met de decoupeerzaag, heeft Wouters timmermansoog en zijn vermogen tot precies aftekenen ons vaak verder geholpen, was Danny overal de helpende hand, hebben Marco en Jacqueline alle houten en perspex onderdelen gelijmd en hebben Just en Bob alle onderdelen netjes afgewerkt en gevijld.

Het bouwproces is in de volgende stappen verlopen:

  1. Het op maat zagen van de bevestigingsplaat en het op de juiste plaats boren van de gaten
  2. De houten onderdelen maken en bevestigen op de plaat
  3. Het maken van een bakje waar de staafjes in komen te liggen
  4. Het maken en afwerken van de staafjes
  5. Het in elkaar zetten en afwerken van de perspex onderdelen
  6. Het bevestigen van de perspex onderdelen aan de houten onderdelen en plaat
  7. Afwerking

De materialen/kant-en-klare onderdelen die we voor onze grijper hebben gebruikt zijn:

  • MDF
  • Perspex
  • Aluminium
  • Staal
  • Nylon koord
  • Katrollen
  • 90-graden-beugels
  • Bouten / Moeren / Ringen

Klik op de foto om een grotere versie te zien.

En toen was daar het moment. Na weken lang rekenen, tekenen, bouwen en liters koffie consumeren konden we onze grijper gaan testen. Wat volgde was een plezierige middag in de assemblage-werkplaats waarin we vooral de werking van onze grijper hebben getest. Hieronder volgen drie filmpjes waarin zowel de werking van de grijper en de deelsystemen duidelijk wordt.

Filmpjes

In dit eerste filmpje is goed te zien hoe de grijper functioneert. Let op de open bovenkant, waardoor zelfs een beker met een uitstekende inhoud kan worden opgetild. Door middel van een actuator wordt het touw aangetrokken, welke daarna het licht buigbare alluminium component van de grijper aantrekt en zo een stevige afsluiting vormt rondom de beker.

Op dit tweede filmpje kan ons revolutionaire staalcilinder distributie systeem worden aanschouwd. Door middel van een roterende vork word de lineare beweging van de actuator omgezet in een roterende beweging. Hierdoor kunnen de cilinders met 1 open en dichtgaande beweging van de actuator stuk voor stuk worden losgelaten en belanden ze zo gecontrolleerd in de bak voor het tegengewicht.

In het laatste filmpje is goed te zien hoe de grijper als een geheel systeem werkt. Let daarbij vooral goed op het samenspel tussen de verschillende deelsystemen.

Foto

Het is slecht te zien op de filmpjes hoe hoog het bekertje nou precies komt. Daarom is hieronder een foto te zien met een rolmaat waaruit blijkt dat de vereiste hoogte van 250 mm behaald is. De plaat staat niet op de grond, omdat er tijdens het testen nog een rand van het montage frame onder zit. Deze is even hoog als de plint waarop de plaat staat op de foto.

De grijper kan voor veel verschillende doeleinden gebruikt worden. Als het systeem wordt geoptimaliseerd voor een bepaald doeleinde zou het bruikbaar kunnen zijn voor (vracht)liften tot koffiezetapparaten. Ook zou het in de zorg gebruikt kunnen worden voor ouderen die niet goed kunnen bukken of voor het ophijsen van zeilen.

Koffiezetapparaat

Aangezien de Jack the Gripper evenveel gewicht nodig heeft om een voorwerp (in dit geval dus het koffiebekertje) op te pakken als het voorwerp weegt wordt het systeem eerst in evenwicht gebracht. Op het moment dat iemand een kopje koffie wil kan er een muntje ingegooid worden die dit evenwicht verbreekt. Het vers gezette kopje koffie komt omhoog zodat deze van een tafel afgepakt kan worden. Op deze manier is het dus niet nodig om enorm grote koffiezet machines neer te zetten. Het systeem zou in een bijzettafeltje verwerkt kunnen worden waardoor het minder ruimte inneemt en een mooie toevoeging aan het design van een gebouw kan geven.

Zeilen

Het ophijsen van zeilen is een hele klus, zeker op grote schepen. Met het Jack the Gripper systeem is dit zo opgelost. Door bovenin de mast een gewicht te bevestigen, dat afgewogen is op het gewicht van de zeilen en de andere krachten die bij het hijsen op komen dagen, en dit los te laten als de zeilen gehesen moeten worden. Doordat het gewicht in delen wordt losgelaten, worden de zeilen geleidelijk omhoog gehesen. Als het zeil gereefd (niet helemaal omhoog gehesen) moet worden, wordt er minder gewicht los gelaten. Dit kan allemaal van te voren geoptimaliseerd en afgewogen worden waardoor het in gebruik erg makkelijk is. Dan hoeft er alleen maar op een knopje gedrukt te worden en doet het systeem de rest.

Restaurant

Ook kan de Jack the Gripper in een restaurant oplossingen bieden. Als er een bovenverdieping in het restaurant is of de keuken boven of onder de eetgelegenheid zit moeten bediendes met zowel borden die geserveerd worden als vieze borden trappen op en af. Om dit te voorkomen kan ook de Jack the Gripper gebruikt worden. Door afwas in het restaurant in de Jack the Gripper te zetten wordt de grijper omhoog bewogen. De grijper is hier ook vormgegeven als een bak waardoor de borden met eten omhoog komen. Natuurlijk kan het wel eens zijn dat het eten al klaar is en er nog geen afwas is of andersom. Als dit voorkomt kan er natuurlijk altijd een reserve gewicht gebruikt worden om het eten op te halen.

Bijna aan het eind gekomen van dit project zijn we bij elkaar gaan zitten om te kijken wat we beter hadden kunnen doen. We hebben over het algemeen goed en efficiënt gewerkt maar er waren ook dingen die we beter hadden kunnen doen.

Zo kwamen we er pas halverwege het bouwen achter dat we de helft van het bord vrij moesten laten voor een ander groepje. Dit was nog wel op te lossen maar dit hadden we kunnen voorkomen door van te voren goed het blokboek door te lezen en de eisen die daar opgesteld waren te verzamelen. Doordat we er vrij laat achter kwamen dat we de helft van het bord vrij moesten laten was er op het laatste moment best veel stress met het oplossen hiervan. Deze stress hadden we ook kunnen voorkomen door eerder aan bouwen van het prototype te beginnen. We hadden dit redelijk lang uitgesteld waardoor er heel veel op het laatste moment moest gebeuren.

Hiermee kwamen we gelijk bij het volgende puntje, de communicatie. Over het algemeen werd er goed gecommuniceerd in de groep maar rond het maken van het prototype liet de communicatie soms wat te wensen over. Zo werd er af en toe aan het prototype gewerkt zonder dat anderen hier van wisten. Daarnaast was er aan het begin niet goed gecommuniceerd over het aanschaffen van de materialen waardoor het bouwen van het prototype lang uitgesteld werd.

We hadden de ingeroosterde projecttijd af en toe ook beter kunnen benutten. Af en toe waren mensen bezig met het maken van bijvoorbeeld de staticatoets of werd er veel op dumpert of 9gag gezeten. Maar het niet nuttig besteden van de projecttijd kwam vooral door het slecht werken van de koffieautomaten in 3Me, af en toe waren we zo twintig minuten kwijt met het halen van een paar koffie, belachelijk!