(De schetsen zijn weergegeven in slides en komen automatisch langs. U kunt onderaan op de bolletjes klikken om terug of vooruit te gaan.)
Het idee van deze schets was om een 4-stangen mechanisme met grijper op een bewegend oppervlak te zetten. Het oppervlak zit vast aan een touw dat over 2 katrollen loopt en een katrol hiervan wordt aangedreven door een actuator. Op deze manier is er een grote zijwaartse beweging te overbruggen en blijft de verticale beweging van de grijper ook goed. Ter versteviging schuift het bewegend oppervlak over twee buizen. |
Een simpel eerste idee voor ons grijper ontwerp. Hierbij is gelijk te zien dat een van beide grijpers vastzit, terwijl de andere heen en weer beweegt. Op deze versie van het ontwerp is nog een stang aan de linkerkant van de grijper te zien, om deze extra stevigheid te bieden. Het probleem hiermee is echter dat je een object alleen kan benaderen van boven- (of onder-) af. Later is dit vervangen door een dubbellaags systeem. |
Schets van MarloesDe grijper zelf bestaat uit twee plaatjes met elk een halve cirkel in het midden en aan de uiteinden twee rechthoekige blokjes. Hierdoor kan de grijper zowel een bekertje als een pakje tillen. Eén kant van de grijper zit vast, en de andere kant van de grijper kan naar de vaste kant toe schuiven. Deze beweging wordt gemaakt door een actuator vast te maken aan de kant die kan bewegen. Deze actuator duwt kant A naar kant B zodat er een voorwerp tussen kan worden geklemd. Op de tekening is de actuator niet te zien. De beweging omhoog wordt gemaakt door de smalle staaf in de brede staaf te schuiven. Hierdoor wordt het hele onderste deel omhoog geschoven. Het bovenste gedeelte blijft op zijn plek. Voor de verticale beweging is er in het bovenste rechthoekige deel van de grijparm een rails gemaakt. De grijparm kan hier doorheen glijden en zich op deze manier 10 cm horizontaal verplaatsen. Het hele onderste deel beweegt dus mee. |
De grijper bestaat uit een twee armen die gekruisd liggen en daardoor een scharende beweging maken. Tussen de 2 grijparmen is een actuator bevestigd die ervoor zorgt dat de grijparmen naar elkaar kunnen toekomen en vervolgens een object kunnen vastpakken. Tussen de grijpvingers is rubber elastiek bevestigd, die ervoor zorgt dat het object (bekertje in dit geval) op zijn plaats blijft. |
Voor het op en neer bewegen wordt een vierstangenmechanisme gebruikt, hierdoor blijft het voorwerp steeds recht. Aan dit vierstangenmechanisme is een arm bevestigd die kan roteren in het horizontale vlak. Hierdoor kan een zijwaartse verplaatsing gerealiseerd worden. De grijphand bestaat uit twee vingers met een hoek er in. In gesloten stand raken de uiteinde van de vingers elkaar. Een vinger is gefixeerd, de andere kan openen en sluiten door het in en uitschuiven van de actuator. |
Deze grijper is ontworpen met de voorwaarde simpliciteit voor ogen. De enkele pin in het midden laat rotatie toe die word veroorzaakt door de pneumatische zuiger die ook met een pin vast zit aan elk van de uiteinden van de grijper. |
Als we een Free Body Diagram tekenen van het scharenmechanisme van de grijper, dan blijkt dat de arbeid die de actuator verricht, de arbeid van de massa van het voorwerp moet overwinnen.
Voor de verplaatsing van het gewicht geldt:
dgewicht = 2*L*sin(x)
Voor de verplaatsing van de actuator geldt:
dactuator=0.5*L*cos(x)
Hierbij is x de hoek van de armen t.o.v. de basis waarbij:
xmin=(1/18)*pi en xmax=(¼)*pi
Nu geldt: P*dactuator=G*dgewicht
P*0.5*L*cos(x)=G*2*L*sin(x)
P=G*4*sin(x)/cos(x)
P=G*4*tan(x)
Omdat we niet precies het gewicht van het bovenste gedeelte weten hebben we met de verhouding gerekend:
P/G=4*tan(x)
Krachten die op de grijparmen werken | Krachten die op het platform met wieltjes werken |