Oplossingen,
in een morfologisch schema
Bekijk de grijperschetsen
Dit is een morfologisch overzicht van al onze oplossingen die we hebben verzonnen om aan de ontwerpeisen te voldoen. In de kolom van de eisen staan de bewegingen die de grijper moet kunnen maken en daarnaast staat per groepslid de oplossing voor iedere eis. Uiteindelijk hebben we door multicriteria tabel besloten wat de beste oplossing is voor ons systeem. Bij het kiezen hebben we rekening gehouden met de werking, de tijd om het te realiseren, de kosten, de moeilijkheid en de design, op basis van een gezamenlijke cijfer. Horizontaal staan de namen van de groepsleden met hun oplossingen en verticaal staat het groepscijfer per criterium.
De groepscijfers
De verticale beweging
De horizontale beweging
De grijper
Berekening grijpbeweging
Deze gemaakte berekening geeft aan wat het verband is tussen het uitgeoefende moment van de veerkracht en de actuator rond het draaipunt van de twee armen. Hieruit konden we opmaken of het uitgeoefende moment van actuator om het draaipunt groter is dan het uitgeoefende en tegengestelde moment van de veer en hoeveel groter deze kracht moet zijn om een vloeiende sluitbeweging van de grijper mogelijk te maken.
Fabricage - Solidworks grijper
Voor het creëren van een goede en sterk grijpende grijper, die objecten met verschillende vormen kan oppakken, hebben we gekozen om het grijpgedeelte als een ellips (met R1= 30mm en R2= 20 mm) uit te snijden. Om een kleinere torsie te creëren hebben we gekozen voor kleinere gaten voor de moeren, in dit geval 2.5mm.
De grijper is in twee gedeeltes opgedeeld. Het eerste deel (vanaf nu gedeelte 1 genoemd) bestaat uit het grijpgedeelte(1), aansluitingsgedeelte voor een veer(3), middenrif(4) en het aansluitingsgedeelte(6). Het andere gedeelte (vanaf nu gedeelte 2 genoemd) bestaat uit het grijpgedeelte(2), middenrif(5) en een aansluitingsgedeelte voor een veer(3).
De grijper zelf is voor structurele stevigheid opgebouwd in lagen. Dit lagensysteem kan worden beschreven als een ABBA schema. Hier is gedeelte 1 gelijk aan A en gedeelte 2 Gelijk aan B.
Voor de verticale beweging zijn 4 rechthoekige platen gemaakt met negen 4mm gaten. Deze zijn verbonden met een aansluitingsstuk voor de grijper.
A- Rechthoekige platen
B- Aansluitingsgedeelte grijper
E- Extra perspex indien nodig
Problemen bij de fabricage
Horizontale Beweging
Omdat wij tussentijdse aanpassingen hebben gemaakt voor de horizontale beweging, voor minder complex ontwerp, is er tijd verloren gegaan aan deze betere en mindere complexe oplossing. Dit verlies aan tijd heeft ervoor gezorgt dat wij niet in staat waren op tijd tijdens het AWS filmmoment de horizontale beweging ook vast te maken en te filmen. Het idee was om op een extra houten plaat boven de grijper een actuator te plaatsen die op een moer van de grijper een kracht uitoefent. Wij hadden echter niet genoeg tijd om de actuator vast te maken en om op perslucht aan te sluiten.Veer
Tijdens het testen met perslucht tijdens de AWS fabricage uren hebben we de grijper kunnen testen. Wij hebben de grijpkracht bij een leeg koffiebekertje en een 500 ml waterflesje getest. Bij deze test we erachter dat de grijper niet genoeg grijpkracht had om het 500 ml waterflesje op te tillen. Dit probleem lag aan de sterkte van de veer. Als oplossingen voor het verminderen van de stugheid van de veer konden we: De veer door midden knippen voor een de helft van de stugheid of de veer uitrekken waardoor ook de stugheid van de veer vermindert. Wij hebben gekozen om de veer uit te rekken en terug te plaatsen. Hierna werkte de grijper perfect en met een goede constante grijpkracht die het waterflesje met gemak kon vastgrijpen en vasthouden.Grijper
Omdat we voor een minder complexe oplossing voor de horizontale beweging hadden gekozen, onstond er wel een klein probleem bij het aansluitingsgedeelte van de grijper. De hoogte van de kam zorgde voor een blokkade bij het vastmaken van de actuator, waardoor de actuator niet mee zou kunnen bewegen bij de horizontale beweging en hierdoor zou het de horizontale beweging compleet blokkeren. Als oplossing voor dit probleem hebben we een stuk van onze overmaat perspex gebruikt. De persex is vastgemaakt aan de grijper met een roterende moer waardoor de actuator vrij met de horizontale beweging mee roteren. Dit zorgt voor een kracht die constant in de richting van de actuator gericht blijft.Resultaten
Wij hebben de onderdelen van de grijper zodanig ontworpen dat het minimaal 150 mm verticaal om hoog zal gaan en minimaal 100 mm naar voren. Uiteindelijk kan de grijper veel meer dan dat we ontworpen hadden. Het gaat 230 mm verticaal omhoog vanuit zijn ruststand en meer dan 100 mm naar voren. De totale lengte van de gehele grijper is 480 mm. Daarnaast kan de grijper, dus zonder de hefboom, een rotatie maken om een schroef in een stuk hout. Dit is de horizontale beweging. De actuator zorgt voor deze beweging. De hoek die de grijper maximaal kan maken is 117 graden. De grijper heeft aan de voorzijde een tochtstrip die ervoor zorgt dat de grip heel erg goed is. Het materiaal van de tochtstrip is zacht, relatief sterk en heeft een grote grip. Hierdoor kan onze grijper flessen, bekers en tetrapakken zonder moeite, flekkeloos grijpen en vasthouden. We hebben tijdens de proef met actuatoren een 500 ml water fles laten op tillen met de grijper. Dat ging goed. De grijper is in staat om meer dan 500 ml op te tillen. De fles die opgetild werd, heeft een lengte van 210 mm en een diameter van 65 mm.