WB89 Grijparm

Idee

De Breker is een grijper die is ontworpen door de volgende mensen: Isaac Seminck, Teun Bakker, Jeffrey Vriens, Julian Kruithof, Tony de Vries en Rutger Dirks.

Het doel was om een grijper te maken met de volgende criteria:

De grijper kan een bekertje met 0,5 kg inhoud optillen.

Grijper moet bekertje met afmeting van een koffiebekertje kunnen pakken.

De inhoud van het bekertje moet van alles kunnen zijn en mag niet onderweg verloren raken.

De inhoud moet boven het bekertje uit kunnen steken.

Het bekertje moet 250 mm worden opgetild boven de tafel en minimaal 10 sec op die hoogte blijven.

De startpositie van de grijper is op zijn hoogste stand.

De actuatoren moeten makkelijk in- en uitgebouwd kunnen worden.

De hele constructie voor de grijparm moet op de helft (250mm) van een basisframe gebouwd worden.

We namen deze uitdaging aan en besloten een brainstorm te houden en schetsen te maken om onze ideeën te verduidelijken. De ideeën hebben we beoordeeld en naar aanleiding van de beoordeling hebben we een uiteindelijk ontwerp gekozen.

Het ontwerp

Schets Isaac

Schets Teun

Schets Jeffrey

Schets Julian

Schets Tony

Schets Rutger

Filmpje van de werking van de grijper.

Van al onze individuele ideeën hebben wij gekeken welke onderdelen van de ideeën het beste zijn. Deze onderdelen hebben wij zoveel mogelijk gecombineerd tot 1 ontwerp.

Beoordelingstabel van de oplossingen

	Ontwerp Isaac (4484363)	Ontwerp Teun (4494490)	Ontwerp Jeffrey (4448219)	Ontwerp Julian (4475259)	Ontwerp Tony (4482662)	Ontwerp Rutger (4464877)
Criteria 1: Assemblage Weegfactor: 3	6	5	7	7	7	5
Criteria 2: Efficiëntie Weegfactor: 4	3	5	4	7	6	8
Criteria 3: Stabiliteit Weegfactor: 6	3	8	8	8	7	9,5
Criteria 4: Kosten (hoog cijfer = lage kosten) Weegfactor: 2	8	5	6	7	6	7
Criteria 5: Complexiteit (zeer complex = laag cijfer) Weegfactor: 2	6	8	8	7	7	5
Criteria 6: Design Weegfactor: 1	6	5	5	6	7	8
Criteria 7: Innovatief/originaliteit Weegfactor: 2	3	3	9	7	4	8
Totaal: 200 punten	88	120	136	145	128	152
Cijfer: punten/20	4.4	6.0	6.8	7.3	6.4	7.6

Nadat wij allemaal ons eigen idee voor een mechanische grijper op papier hadden gezet, hebben wij de eisen en andere criteria die wij zelf nog belangrijk vonden even op een rijtje gezet. Enkele van deze dingen waren bijvoorbeeld de stabiliteit van het ontwerp, de originaliteit en de kosten. Aan deze criteria hebben wij weegfactoren toegekend. Zo is natuurlijk de stabiliteit, of het nou daadwerkelijk gaat werken, belangrijker dan of het er leuk uit ziet. Hierna hebben wij ieder ontwerp beoordeeld als groep en ook gezamenlijk per eis punten toegekend op basis van of wij vonden dat dat ontwerp daar goed op scoorde.

Één ontwerp had meer dan driekwart van de punten en deze hebben we dan ook gekozen. Echter was er nog een probleem waar wij tegenaan liepen bij het originele ontwerp. Zo kwamen wij erachter dat het niet zou lukken de grijperhand open en dicht te krijgen met een tandwiel en een rails, wat het eerste plan was, omdat het koppelmoment in het (kleine) tandwiel te groot zou zijn en het dus mogelijk plastisch zou vervormen. Ook waren er aspecten van andere ontwerpen die beter waren dan bij het originele ontwerp en dat hebben we dan ook geprobeerd te combineren. Zo hebben wij het hijsmechanisme van een andere grijper gebruikt.

Uiteindelijk hebben we gekozen om een combinatie te maken van de twee ontwerpen met de hoogste score, aangezien we deze ontwerpen het beste konden combineren. Het idee om het bekertje met platform op te tillen van Rutger is goed te combineren met de grijper van Julian.

De uiteindelijke schetsen

Bovenaanzicht

Isometrisch aanzicht

Zijaanzicht

De Krachtanalyses

Krachtenanalyse grijper

Krachtenanalyse katrolsysteem

Fotocollage van de Grijper en de test

Voor het testen hebben we eerst het frame voor de katrollen vastgemaakt aan de bevestigingsplaat. Dit ging vrij gemakkelijk aangezien we vantevoren al gaten hadden geboord in het frame. Daarna besloten we het grijpmechanisme te testen. Het bevestigen van de actuator op de grijper koste wat moeite maar dat ging goed. Toen we al de onderdelen hadden aangesloten, ging de grijper met veel moeite open en dicht. Na een paar keer werd de kracht op het perspex echter te veel en brak het rechter deel van onze grijper af. Nadat dit was gebeurd overlegden we met elkaar wat er mis was gegaan en hoe dit opgelost kon worden. We kwamen er al snel achter dat we een fout hadden gemaakt met het frame. Omdat we toch verder wilden met testen, besloten we de kant waarvan het deel was afgebroken vast te lijmen aan de houten plaat die er onder bevestigd was.

Op deze manier kon nog maar één kant van de grijper bewegen, maar kon hij nog wel functioneren. De linkerkant besloten we te verstevigen op de plek waar de rechterkant was afgebroken. Terwijl de helft van de groep hiermee bezig was, werkte de andere helft aan het katrollensysteem. Ons plan om de katrol vast te maken aan de actuator werkte niet omdat er geen moer aan het uiteinde van de actuator zat, maar dit hadden we snel opgelost. Omdat het lijmen van de grijper te lang duurde hebben we uiteindelijk geen kans gehad om de grijper alsnog te testen, omdat de perslucht al was afgesloten voordat we alles klaar konden zetten.

Reflectie

Over het algemeen is het ontwerpproces van deze grijper goed en vlot verlopen, de samenwerking tussen de leden was goed. Eveneens waren de ideeën en concepten , die gevormd werden tijdens het brainstormen en de ontwerpopdrachten, veelbelovend. Maar tijdens het testen van de grijper merkten we toch dat we tijdens het proces een aantal dingen over het hoofd hadden gezien. We hadden ons niet afgevraagd of het materiaal en de constructie voor de grijper wel sterk genoeg zouden zijn. Bovendien hadden we het eindontwerp iets te vaag gehouden en niet goed getekend. Dus het finale ontwerp was niet goed genoeg geconcretiseerd. Dit zorgde voor een nogal hectische en lastige fabricage en assemblage.

De grijper zou dus verbeterd kunnen worden door het frame uit hout of sterker plastic te maken en de ongebruikte ruimtes in het frame op te vullen. Vervolgens was het beter geweest om de grijper een tweede keer te kunnen testen voor een beter definitief ontwerp. Dit project was zeer leerzaam en een goed begin van onze studie.

Nawoord

Al met al hebben we veel geleerd tijdens het ontwerpen en produceren van de grijper. Bijvoorbeeld het bouwen van een project dat is samengesteld uit een hoop verschillende ideeën. We weten nu dat het belangrijk is om een goed en duidelijk plan te hebben voor het project en om een goed beeld te hebben in de uiteindelijke vorm van het ontwerp. Als we dit niet doen, dan kunnen er veel fouten gemaakt worden.

Helaas zijn er dingen fout gegaan tijdens het project. De grijper is kapot gegaan, waardoor we op de harde manier geleerd hebben om beter rekening te houden met het type constructie en materiaalsterktes. Dit is fout gegaan, doordat we geen goede, duidelijke conceptversie van het ontwerp hadden gemaakt.

Op deze twee kleine puntjes na is het project goed verlopen. De samenwerking was goed en er waren veel goede ideeën. Dit zorgde tot een vrij vlot ontwerpproces en we kwamen dan ook al snel uit op een hoop aparte grijpers in de schetsen. Het uiteindelijke model is een combinatie van een aantal van deze uitwerkingen, en mede door de samenwerking is de grijper snel gebouwd.

Verder is het project goed gegaan, in de zin dat we alle fouten nu ook kunnen verklaren en een volgende keer kunnen voorkomen. Na gezien te hebben waar de fouten in de grijper zitten, en hierbij de stof uit de colleges te nemen, weten we nu waar eventuele zwakke plekken zitten, zodat we daar rekening mee kunnen houden en we fouten kunnen voorkomen.