About us ...
Groep wb21
| teamlid | Naam |
|---|---|
| 1 | Boris |
| 2 | Caspar |
| 3 | Diederik |
| 4 | Duco |
| 5 | Lisanne |
| 6 | Mohamed |
| 7 | Sarah |
| 8 | Tim |
Introductie
Op deze website presenteren wij onze grijper,de Fortuna, waarvoor we slechts twee actuatoren hebben gebruikt. De website is verdeeld in verschillende onderdelen waar verschillende dingen van het werkproces staan. Navigeer met het menu links naar de onderdelen die je wilt bekijken.
Wij zijn groep WB21, alle informatie over ons staat hier. Extra achtergrondinfo over het project is te vinden op de site van de Faculteit 3ME van de TUDelft.
Onze site bestaat dus uit meerdere onderdelen die allemaal iets anders laten zien. In het blok hieronder staat overzichtelijk wat waar te vinden is.
- Allereerst staat er een introductie, die ben je nu aan het lezen, verderop in deze introductie kan je ons filmpje al bekijken.
- Rechts van deze introductie staat het ontwerpproces beschreven, hierin vind je o.a.:
- Interpretatie van de opdracht
- Tekeningen van verschillende onderdelen
- Berekeningen voor de grijper
- Onder de introductie staat het bouwproces, met o.a. uitwerking van problemen waar we tegenaan zijn gelopen.
- Ten slotte hebben we rechtsonder ook nog beschreven hoe we deze opdracht anders zouden doen als we hem nu over mochten doen.
Filmpje
Hiernaast staat het filmpje, zet het geluid hard!Ontwerpproces
In de eerste paar weken hebben we vooral zitten brainstormen naar ideeën voor de grijper. In het morfologisch overzicht hieronder zijn de ideeën te zien waar we in deze paar weken op zijn gekomen. Elk van deze concepten heeft zijn voor- en nadelen, deze zijn vooral gebaseerd op de lijst die we hebben opgesteld waarin onze eisen en wensen beschreven staan voor de grijper.
Voor de grijper zelf zijn we uiteindelijk voor het vierde concept gegaan, omdat deze naar ons idee het stabielst was. Bij de eerste drie ideeën was het namelijk mogelijk dat een rond object niet zo gemakkelijk vastgepakt zou kunnen worden als bij het vierde concept. Het object zou namelijk ook verder naar voren kunnen worden geduwd als deze ook niet aan de voorkant wordt tegengehouden. Door een buiging te zetten in de vingers van de grijper, zou dit probleem opgelost worden. Verder hebben we voor de verplaatsing van de grijper gekozen voor een systeem waarbij we maar een actuator nodig hebben. Hierbij maken we gebruik van een buis die linksonder op het morfologisch overzicht te vinden is, waardoor het systeem in een beweging zowel omhoog als opzij kan bewegen. Over de werking hiervan is hieronder een uitgebreidere uitleg te vinden. We hebben voor dit systeem gekozen omdat deze ons simpelweg het gaafst leek, bovendien vonden we het ook een origineel en uitdagend idee. Bij dit idee hoorden natuurlijk ook een aantal berekeningen.
De berekeningen zijn te vinden op onze website. We hebben hier twee verschillende links voor:
Hoek gleuf: klik hier
Minimale kracht aan touw: klik hier
In de eerste link wordt de hoek berekend die het beste kan worden gebruikt voor onze gleuf, deze hoek wordt berekend op basis van de hoogte van de gleuf. Het is namelijk niet de bedoeling dat het platform van de grijper gaat klemmen bij een te kleine hoek of dat de grijper niet genoeg zijwaarts kan bewegen bij een te grote hoek. De tweede link kan worden gebruikt om de minimale kracht in Newton te berekenen die nodig is om de grijpers arm te kunnen tillen.
Grijper beschrijving
De grijper wordt aangedreven door twee actuatoren. Een actuator om het grijpmechanisme aan te sturen en een actuator om de omhooggaande beweging + de opzij gaande beweging aan te sturen. Dit werkt op de volgende manier:De omhoog en opzij gaande bewegingen hebben wij gecombineerd door gebruik te maken van een pvc buis. In deze buis zit een gleuf met een kromming. Het platvorm dat helemaal om de buis heen is bevestigd, heeft aan de kant van de grijphand een pin zitten die in de gleuf steekt. Als het platvorm dan omhoog getrokken wordt, draait deze direct ook opzij.
Voor het omhoogtrekken wordt gebruik gemaakt van de grote actuator + een katrolmechanisme. Aan de onderkant van de buis zitten tegenover elkaar twee gaten en daardoorheen zit een moer. Aan deze moer is beneden in het midden van de buis de actuator bevestigd. Deze kan hierdoor niet omhoog of naar beneden verplaatsen. De andere kant van de actuator is aan de haak van een katrol bevestigd (op de foto is deze katrol aan de buitenkant te zien). Verder zit er aan de bovenaan de buis nog een andere katrol bevestigd en hier tegenover zit het touw vastgemaakt aan de buis. Dit touw gaat dan van boven de buis in, door de katrol (op de foto buiten de buis) in de buis door naar de katrol boven aan de buis en zit vervolgens om het platvorm van de grijper vastgebonden. Als de actuator onder in de buis vervolgens intrekt, trekt deze de actuator in de buis 10 cm naar beneden. Hierdoor gaat het touw waar het platvorm aan vastgebonden is ongeveer 2x zo veel omhoog. Hierdoor wordt het platvorm dus omhoog getrokken en draait deze door de gleuf enkele tientallen millimeters naar links.
De grijphand wordt aangedreven door een kleine actuator. Deze is tussen de twee platen van het platvorm bevestigd en is door twee houten blokjes tussen de twee platen van het platvorm ingeklemd. Het uiteinde van de actuator steekt in de gleuf van de arm. Als de actuator vervolgens uitschuift, draait de arm en klemt de vinger tegen het te pakken voorwerp aan. Een elastiek om de grijperarm en het platvorm zorgt ervoor dat hand opengaat als de actuator zich weer intrekt.
Bouwproces
Toen het ontwerp eenmaal af was konden we gaan bouwen. Dit hebben we gedaan door eerst met karton een soort maquette te maken van de hele grijper als maquette. Dit bevatte onder andere een kartonnen buis, een plateau en een verzwaring aan het einde van dit plateau om de grijper na te bootsen. Hierdoor werd duidelijk dat ons ontwerp zou werken en zijn we aan de gang gegaan met het echt bouwwerk.
Bij het echte ontwerp zijn we begonnen met het klaarmaken van de buis. Een van de grootste uitdagingen was dat het plateau met de grijper er aan soepel over de buis moest glijden. Wat wij hier aan hebben gedaan is het volgende:
- We hebben de buis ingesmeerd met vaseline.
- We hebben de hoogte van het plateau overal even groot gemaakt zodat hij daardoor niet kan klemmen.
- We hebben geprobeerd het touw boven het zwaartepunt van het plateau te laten hangen om zo een moment uit te sluiten. Dit is niet helemaal gelukt, dit zal bij de terugkoppeling verder uitgelegd worden.
- We hebben aan de achterkant van het plateau contra-gewichten gebruikt om het gewicht van de grijper en het voorwerp te compenseren.
Plaatsen van de katrollen
De schroef
Een van de belangrijkste dingen van het ontwerp was het maken van de schroefdraad in de buis. Deze mocht niet te steil zijn, maar ook niet te schuin. Hiervoor hebben we een programma gemaakt dat berekent hoe groot de hoek moet zijn die de schroef moet maken met de horizontale as. Deze hoek is uiteindelijk ongeveer 68 graden geworden. terugkoppeling: hoek was goed, verwerk erin dat voorwerpen niet goed op plateau kwamen.
De grijper
Aan het begin was onze grijper al redelijk goed, we merkten alleen dat gladde voorwerpen er doorheen gleden. Als oplossing voor een glad voorwerp hadden we de volgende opties;- het kiezen van toevoegen met een laag natuurlijk rubber, omdat; voordelen:
- de wrijvingscoëfficiënt varieert tussen 0.9 - 4.1
- het is niet vatbaar voor corrosie
- het is mechanisch stabiel
- warmte capaciteit is 1.8E3 - 2.5E3 J/kg C
- nadelen:
- de wrijvingscoëfficiënt daalt snel bij natte voorwerpen
Een oplossing voor dit probleem hebben we samengesteld bij de oplossing van een natte beker. Het contactoppervlak van de grijper op de beker bestaat voor de helft uit rubber en de helft uit een sponsachtig materiaal.
Het sponsachtige materiaal heeft een lage elasticiteitsmodulus van ongeveer 0.03 GPa, zodat het makkelijk voorwerpen met verschillende contouren kan oppakken.
Uiteindelijk hebben we besloten om de rubberen laag onderaan en sponslaag bovenaan te plaatsen, omdat de meeste bekers de vorm hebben van een omgekeerde afgeknotte kegel.
Terugkoppeling
Samenwerking
De samenwerking verliep deze 8 weken redelijk soepel afgezien van af en toe onenigheid en onduidelijkheid binnen de groep over wie wat doet. Soms had de helft van de groep iets verworpen terwijl de andere helft van de groep dat later nog aan het uitwerken was. Over het algemeen zijn alle taken uitgevoerd met een goed resultaat.We hadden besloten om geen voorzitter aan te wijzen, omdat we als groep besliste wat er gedaan werd. Hierdoor was het soms wel wat chaos. Ook notulen maken werd niet door iedereen gedaan, omdat we geen notulist hebben aangewezen. Een iemand in de groep heeft een klein logboekje bijgehouden om dit te compenseren. Verder hebben we wel alles waar we mee bezig waren op google drive gezet.
We hebben niet echt stil gestaan bij het vergaderen als een groep, het was een beetje tussendoor bedenken wat er gedaan moests worden. We zaten niet altijd in dezelfde denkstand en we deden daar ook niet veel aan om wel in dezelfde denkstand te komen.
Maar uiteindelijk hebben we wel een mooi resultaat gekregen voor de grijper en de website.
Wat kan beter?
- Afspraken op tijd maken en niet op de dag zelf waardoor alles gehaast af moet of mensen die moeten reizen te laat zijn.
- Beter overzicht bewaren.
- Beter de taken verdelen zodat iedereen iets doet.
- Notulen maken door meerdere personen en dit in een bestand zetten.
- Tijd beschikbaar stellen om iedereen duidelijk te maken waar we mee bezig zijn en waar we aan werken (dit is in zekere mate gebeurt maar er was soms nog wat onduidelijk).
- Een president/voorzitter aanstellen die bovenstaande punten in goede banen had kunnen leiden.
- Tussendoor meer foto’s maken die op de website komen (bij het begin niet veel gemaakt).
Terugkoppeling ontwerp- en bouwproces
Het eerste wat opgemerkt moet worden aan ons ontwerp is dat het vanaf het begin al duidelijk was dat het zeer moeilijk zou zijn om het zwaartepunt van ons plateau te vinden. Het vinden van dit zwaartepunt was essentieel om een moment rondom de buis te voorkomen. We hebben berekeningen gemaakt en op de plek waarvan wij dachten dat het zwaartepunt zich er bevond de lasersnijder een gat laten boren in ons plateau. Dit bleek later de verkeerde plek, waardoor het plateau tegen de buis zou klemmen wanneer de actuator aan het touw zou trekken. We hebben getracht dit te verhelpen door het touw iets dichterbij de buis vast te knopen in plaats van bij het gesneden gat.
De schroef
Het idee achter de schroef was goed en de uitvoering bijna net zo goed. De hoek die we hadden berekend voor de gleuf was prima, het enige probleem was dat de hoek van 68 graden over 20 centimeter niet ver genoeg naar de zijkant schoof om het bekertje op het plateau van 15 centimeter te zetten. De verhouding tussen de verticale en de horizontale verplaatsing was niet goed. Dit zou de volgende keer beter kunnen door of de hoek van de schroef net iets kleiner te maken en genoegen te nemen met een niet perfecte hoek, of door de vorm van de gleuf te veranderen, bijvoorbeeld in een S-vorm.Een probleem bij dit ontwerp is wel dat de grijper, eenmaal boven gekomen, niet meer naar beneden kan zonder het voorwerp weer mee te nemen. Deze stoot hij anders van het plateau af. Een oplossing hiervoor is het bevestigen van onze derde actuator die het voorwerp in kwestie een zet naar voren geeft waardoor het buiten het bereik van de grijper is.
Nog een probleem dat we ondervonden is het feit dat de grijper in zijn opwaartse beweging na ongeveer 10 centimeter blijft klemmen en niet verder omhoog beweegt. Wat we hadden kunnen doen om dit op te lossen was de baan van de schroef laten variëren, waardoor hij eerst schuin loopt (beneden) en daarna steiler, wanneer de trekkracht al wat is afgenomen.
De grijper
Dat wat wel perfect werkte aan ons systeem, was onze grijper zelf.