APL-PICKR

Bij concept 1 wordt er gebruik gemaakt van een arm waarin katrollen zijn verwerkt. De katrollen dienen als een transmissie om de kracht en verplaatsingsbereik van de actuator te vergroten, hierdoor kan de appel verder omhoog worden getild. De arm wordt bevestigd aan het aangeleverde bord, dit stabiliseert de grijper waardoor deze preciezer wordt. De arm wordt direct bevestigd aan het bord en actuator met scharnieren waardoor de arm kan draaien d.m.v. een actuator. Hierdoor kan de horizontale beweging van de arm bewerkstelligd worden.

De grijper van concept 1 maakt gebruik van een schaarmechanisme, waardoor de grijper open en dicht kan. Het mechanisme heeft vier vingers die de appel vasthouden. De grijper wordt aan een touw bevestigd waardoor het mechanisme onder de arm hangt.

Concept 2 maakt gebruik van tandwielen om te kunnen draaien om zijn eigen as, hierdoor worden de verticale en de horizontale beweging samengenomen. De verticale verplaatsing is bij dit ontwerp niet van belang omdat de arm 270 graden om het muurtje heen draait. Het ontwerp van de arm is geïnspireerd van een hijskraan, de arm bestaat uit een lange verticale base en een iets kortere horizontale balk. De balken zijn aan elkaar bevestigd, waardoor een hijskraan ontwerp wordt gecreëerd.

In dit ontwerp worden twee actuatoren gebruikt. Een om het tandwiel te laten draaien, wat gedaan wordt via een transmissie met een ander tandwiel, en de ander om de grijper aan het touwtje op te halen en naar beneden te laten gaan en daarmee gelijk de grijper open en dicht te doen.

De grijper van dit concept komt ongeveer overeen met de grijper van concept 1. Ook bij dit concept wordt de grijper vastgemaakt aan een touw die aan de arm bevestigd is. Echter heeft deze grijper drie vingers in plaats van vier en werden de vingers strakgetrokken door touwtjes. De vingers van de grijper worden geopend en gesloten d.m.v. een actuator die in de horizontale balk van de arm verwerkt is.

Actuator 1: De achterkant van de actuator staat op een draaipunt en de voorkant is verbonden met het tandwiel A. Om het tandwiel A zit een ketting die verbonden is aan tandwiel B. Tandwiel B is kleiner dan tandwiel A waardoor er een verplaatsingsvergroting ontstaat. Aan tandwiel B zit de arm verbonden die door het tandwiel een cirkelvormige beweging maakt. Wanneer de actuator uitschuift, draait tandwiel A, die de ketting in beweging brengt. Tandwiel B zal meedraaien waardoor de arm met de appel in een cirkelvormige beweging naar de andere kant van het bord verplaatst.

Actuator 2:In de ruststand is de actuator volledig uitgeschoven. Wanneer de actuator zich weer in trekt, beweegt arm 1 weg van arm 2. In de afbeelding hiernaast is dit een positieve verticale beweging.

Actuator 3: Wanneer de actuator zich in trekt beweegt arm 2 naar arm 1. De appel wordt vervolgens geklemd in de badmuts. Door de materiaaleigenschappen van een badmuts vormt het zich volledig mee met de appel, waardoor de appel goed geklemd wordt, maar niet wordt beschadigd.

Actuator 1: De arm van dit concept bestaat uit onderdelen gemaakt van PMMA die vast worden gezet met moeren en schroefdraad. Aan de linker onderkant van de arm zit een scharnier dat ook vast zit aan de plaat. De base van de actuator zit verbonden aan de, in de afbeelding, linkerkant van het rails schuifblok. De kop van de actuator zit verbonden aan de arm met koorden, te zien in de afbeelding bovenop in het midden. Op het moment dat de actuator inschuift, wordt de arm omhoog gekanteld.

Actuator 2: De ruststand van de actuator is hier ingeschoven. Op het moment dat de actuator uitschuift, verplaatst die de rail geleide schuifblok, waar wieltjes onder zitten, over de rails. De snelheid waarmee de actuator uitschuift geeft kracht mee aan het rijdende systeem, zodanig dat het systeem blijft rollen, nadat het is losgekomen van de actuator. Het systeem komt tot stilstand bij botsing met een stopblok.

Actuator 3:De ruststand van de actuator is hier uitgeschoven. De actuator schuift uit waardoor plank 1 naar plank 2 verschuift, waardoor de appel vast wordt klemt. De appel wordt beschermd met sponzen, die het drukpunt op de appels over het gehele contactoppervlak verdeeld.(zie afbeelding 4.1)

Voor deze grijper is gekozen, omdat de appel niet snel kan worden beschadigd. Dit komt omdat het oppervlak van de grijper wat in contact komt met de appel afgedekt is met foam. Voor dit concept is er gekozen voor deze arm, omdat het systeem door deze arm ook goed in hoogte bewegen, waardoor hij de appel over een obstakel heen kan bewegen. Ook is het reltief simpel ontwerp waardoor wij hem zouden moeten kunnen maken.

Bij het bestuderen van de testopstelling, bleek dat de arm van het mechanisme een bepaalde lengte en hoek moest maken om over de 26 cm hoge wand te gaan. Dit is bepaald met behulp van een bewegingsanalyse waarvan de resultaten hiernaast in de afbeeldingen te zien is. Vanwege de lengte van de arm kon het zijn dat het zwaartepunt te ver van het scharnierpunt af kwam te liggen. Door het maken van de krachtenanalyse moesten we kijken of de actuator genoeg kracht levert om de arm, met de appel ingeklemd, op te tillen. Volgens onze analyse moest dit mogelijk zijn. De analyse is hiernaast bij de afbeeldingen te zien. Omdat wij als wens hadden om zo min mogelijk hout te gebruiken, wilde wij het liefst de hele grijper van PMMA maken. Tot zo ver het mogelijk was om PMMA-onderdelen te gebruiken, hebben we PMMA gebruikt. De onderdelen van PMMA zijn te zien hiernaast. Deze afbeelding is tevens ook het lasersnijbestand.

Het originele concept staat uitgewerkt bij de conceptuitwerkingen. Met dit idee zijn we verder gegaan, we hebben het nóg verder uitgewerkt en er zijn een aantal dingen aan veranderd. Ook zijn er dingen niet helemaal gegaan zoals verwacht, waar we oplossingen voor hebben moeten bedenken.

De grootste verandering was dat de buizen vervangen zijn door ladegeleiders. De projectdocent wees ons er namelijk al snel op dat dit zeer waarschijnlijk te stroef zou gaan en de grijper zou gaan schranken. We besloten het met ladegeleiders te doen, die wel soepel liepen, waarbij we de onderste wat losser zetten, om schranken te voorkomen. Ook hebben we besloten de 2 ladegeleiders t.o.v. elkaar verticaal te plaatsen ipv horizontaal.

De Katrollen die in concept 4 zaten waren tijdens de conceptkeuze nog niet geheel uitgewerkt. Dat ze er zouden zitten en hoe ze werkten wisten we, maar waar welke katrol precies vast zou zitten op het bord nog niet. Dit hebben we in het AWS uitgezocht. Echter tijdens het testen met de grijper bleek dat, door het gewicht van de grijper, het touw ergens vast bleef haken. We kwamen er ook achter dat touw niet de ideale oplossing is om verplaatsing te garanderen, omdat het uit kan rekken en makkelijk los kan gaan. Ook zagen we dat de actuator het touw niet goed op kon spannen, terwijl het met de hand wel goed lukte. Door gebrek aan tijd hebben we besloten dat we de arm alleen ‘heen’ zouden bewegen en niet meer terug.

We waren er ook nog niet helemaal uit of we foam, spons, een plastic appelbakje of eventueel nog iets anders zouden gebruiken om de appel te grijpen. We zijn uiteindelijk gegaan voor spons omdat het zowel de de appel als de arm van de grijper beschermt. De arm kan namelijk zonder het manipuleren van de luchtbuisjes erg hard neerkomen waardoor er misschien een te grote klap op de arm zou komen en de arm kapot zou kunnen gaan. De spons vangt deze klap op. De spons beschermt de appel omdat de spons mee vormt met de vorm van de appel, ook veert de spons weer uit op het moment dat de grijper los laat. Dit zorgt ervoor dat de appel precies op het midden geschoven wordt. Dit deel van het ontwerp en de actuator waar de spons aan bevestigd was, werkte precies zoals we gehoopt hadden.

Wij zijn projectgroep 68 van de opleiding werktuigbouwkunde aan de TU Delft. Het team bestaat uit 7 gedreven engineers in opleiding die gemotiveerd zijn om de een mooi eindproduct te verwerkelijken.

Met veel enthousiasme hebben wij ons bezig gehouden met onze eerste werktuigkundig-ontwerpproject. Een appel verplaatsen over een klein muurtje, hoe moeilijk kan dat zijn? Een stuk lastiger dan de meeste van ons dachten. Fanatiek hebben we meerdere concepten bedacht en uitgewerkt. Hoe verder we in het ontwerpproces zaten des te meer valkuilen we tegenkwamen. Maar elke keer wisten we samen tot een oplossing te komen. Tenslotte willen we onze projectmentor Wouter Hijink en studentmentor Tim Janssen bedanken voor de adviezen en begeleiding tijdens het ontwerpproces. Met hun hulp hebben we samen een mooi product kunnen maken.

Programma van eisen en wensen: Aan alle eisen is voldaan met uitzondering van de eis: De arm mag niet boven het plateau met de appel eindigen. Dit was omdat de kracht die geleverd werd door de actuator niet genoeg bleek te zijn om de arm te verplaatsen. De wensen waarop we (deels) gefaald hebben zijn: Er moet zoveel mogelijk gebruik worden gemaakt van de spullen die door de opleiding worden aangeboden. We hebben relatief veel spullen gekocht, echter zijn we wel binnen het bedrag van de eis: Het moet zo goedkoop mogelijk (max 15 p.p) gebleven. Dit zorgt dat deze gefaalde wens niet veel uitmaakt. Ook hebben we niet voldaan aan de wens 2 actuatoren. We hebben bewust gekozen voor een concept met 3 actuatoren omdat dit concept minder risicovol was (er was in onze ogen een grotere kans dat het concept het werkelijk zou doen).

Werking: Zoals al eerder is gezegd is het niet gelukt de appel terug te laten bewegen. Dit is gebeurd door een inschattingsfout in de simpliciteit van het ontwerp en de kracht die nodig was om de arm horizontaal terug te laten schuiven. De katrollen zaten minder makkelijk verboden dan verwacht. De rest werkte wel. Een andere inschattingsfout tijdens de conceptkeuze was de simpliciteit van de grijper. We hadden er geen rekening mee gehouden dat deze kon schranken, de projectdocent heeft ons hierop gewezen en dit is ruim op tijd opgelost.

Samenwerking: Samenwerking verliep goed, niet veel op aan te merken. Mensen hebben zich tijdens dit project positief ontwikkeld.

Planning: De planning van brightspace werd in grote lijnen aangehouden. Soms zijn er door onszelf extra uren gepland om bij elkaar te komen voor het project waar wij dit nodig achtten. Dit is ook andersom gebeurd, dat we opzettelijk minder uren bij elkaar zijn gekomen dan ingeroosterd omdat we voor liepen, dit is ook de laatste week gebeurd.