De grijper
-De afstand die appel in de x-richting moet afleggen is groter dan de maximale uitschuiving van een actuator. Op dit probleem hebben we de draaischijf bedacht.
-Op het onderste platform is de actuator en het elastiekje voor de draaischijf bevestigt.
-De draaischijf kan niet verder draaien dan hoek alfa nodig is door de schroeven 1,2 en 3. Aan schroef 4 en haak 2 zit een elastiekje bevestigt zodat de draaischijf tegen de klok in kan draaien. De actuator trekt aan het touw die bevestigt is aan haak 1 waardoor de draaischijf met de klok mee draait.
Armen (de massa van de armen is te verwaarlozen)
-De functie van de arm is de appel in de z-richting heen en weer te kunnen verplaatsen d.m.v. een hefboom mechanisme. Hierbij hebben we vier scharnieren (A1,A2,B1,B2,C1,C2) en vier armen(L1, L2 en R1,R2) gebruikt.
-De actuator kan maar 10 cm uitschuiven en de muur waar de appel over moet is 26cm hoog. Voor dit probleem hebben we een hefboom principe gebruikt. Hierbij drukt de actuator op verbindingsblok 1, zodat de hele arm omhoog beweegt. Verbindingsblok 1 hebben we dicht bij B1 en B2 gezet, zodat we minder dan 10 cm verplaatsing nodig hebben van de actuator om verbindingsblok 2 boven de muur te verplaatsen. Doordat we Verbindingsblok 1 dicht bij B hebben gezet, is de arm t.o.v. B naar C groter. Als oplossing hebben we een contragewicht W1 gebruikt.
-Door verbindingsblok 1 blijven arm-paren L1 en R1 even ver van elkaar. Hetzelfde geldt voor L2 en R2.
-L2 en R2 zijn aan de onderkant afgezaagd zodat de grijper op dezelfde hoogte als het platform kan zijn.
Grijper (De massa van de grijper is te verwaarlozen)
-De grijper wordt horizontaal gehouden door het vierstangenmechanisme van de armen. Dit hebben we gemaakt zodat de appel in grijper horizontaal wordt opgepakt en neergelegd. Zo voorkomen we dat de appel rolt als we hem oppakken/neerleggen.
-De appel mag niet beschadigd worden, dus hebben we bedacht de appel tussen elastieken te klemmen. Hierdoor hebben we ook een grotere straal voor de bogen. We hebben voor r1=6cm en x=1.5cm gekozen zodat we appels met een diameter 7 tot en met 9cm kunnen grijpen.
-De grijper wordt gesloten door de kracht Ft die verbonden is met touw aan de actuator op de arm. Door kracht Ft scharniert B1 om pin A. De grijper gaat open door Felastiek. Als beide bogen B1 en B2 tegelijk openen zou het nauwkeuriger zijn, want dan wordt de appel niet weggeduwd door de druk van de elastieken tijdens het neerzetten van de appel. Hier hebben we niet voor gekozen, omdat R2 te groot is. De grijper in de open houding zou tegen de muur van het platform aan komen, waardoor je geen grote appels kan grijpen, omdat de ruimte tussen de elastieken te klein is.
Eisen
Grijper moet een appel van 50-250 gram kunnen vasthouden
We hebben appels van rond de 50 en appels rond de 200 gram gewogen en gebruikt. Onze grijper kon beide appels over de muur verplaatsen.
Grijper mag maximaal 3 pneumatische actuatoren gebruiken
Ons ontwerp gebruikt 3 actuatoren.
Appel moet in het midden van het andere platform komen, dus een afstand van 13 cm van uit elke zijde met een marge van 3 cm
Na tien keer de appel van het ene platform naar het andere platform te verplaatsen is de afstand van de appel tot het middelpunt van het platform ongeveer 2 cm.
De appel komt consistent op het platform met een afstand kleiner dan 3 cm vanaf het middelpunt.
Appel mag niet bewegen als het op het eind platform is gelegd
De appel beweegt niet als het op het platform is gelegd, behalve als de appel zodanig asymmetrisch is dat het vanzelf rolt als je de appel rechtop zet.
Tevens beweegt de appel ook niet als we de grijper weghalen na het leggen van de appel.
De grijper mag de appel niet beschadigen als in dat er geen zichtbare beschadigingen mogen optreden.
We hebben de appel een aantal keren gecheckt tijdens het proces van oppakken, verplaatsen en neerleggen. Tijdens deze drie stappen heeft de appel geen zichbare
beschadingen opgelopen.
Grijper moet appels met een maximale diameter tussen de (7-9cm) kunnen grijpen.
We hebben appels kunnen pakken met een diameter van +- 9 cm en appels. We konden echter geen appels vinden met een diameter van 7 cm, maar wel van 6,5 cm.
Natuurlijk hebben we dit getest en tot onze verrassing werkte het.
Grijper moet appels kunnen grijpen ongeacht of ze droog of nat zijn.
We ondervonden geen probleem met het grijpen van droge appels of natte appels. Dit kwam doordat we elastiekjes hadden gebruikt.
De grijper had nog steeds voldoende grip om de appel vast te pakken in beide situaties.
Grijper moet snel monteerbaar zijn (max. 5 min)
Het monteren van de grijper inclusief het plaatsen van de actuatoren duurt ongeveer 7 minuten. Onze grijper voldoet niet aan deze eis.
Het proces van het monteren, grijpen en demonteren van de grijper moet veilig zijn, door niemand direct en indirect ongewenst te raken.
Het monteren is veilig, omdat alle hoeken geschuurd en gevijld zijn. De hoeken zijn hierdoor niet scherp en zijn er geen gevaarlijke uitsteeksels
. Tijdens het grijpen kan het voorkomen dat de kracht van de actuator ons ontwerp omhoog duwt, waardoor het ontwerp kan omkantelen, wat mogelijk
gevaarlijk is. Dit hebben we opgelost door gewichten te plaatsen op het platform, waardoor het platform niet omhoog beweegt, dus niet kan
omkantelen. Tijdens het demonteren is het veilig, omdat alle hoeken zijn afgerond en geen uitsteeksels zijn.
De grijper mag niet te zwaar zijn voor de actuatoren
De 2 kleine actuatoren en de grote actuator waren krachtig genoeg om ons ontwerp te laten werken.
Wensen
De uitstraling van de grijper is niet heel aantrekkelijk, het bestaat voornamelijk uit hout en er zijn allerlei tekening op gemaakt en er is ook op geschreven. Hoe dan ook is het belangrijkste dat de grijper werkt.
De beweging van de grijper mag niet te schokkerig zijn.
Onze grijper is niet schokkerig, dat hebben we vermeden door een vierstangenmechanisme toe te passen en ook door de schakelingen rustig om te schakelen zodat de grijper soepel beweegt.
De grijper moet zo goedkoop mogelijk zijn (10-15 euro pp).
Ieder persoon in deze groep heeft +- 10 euro uitgegeven.
De grijper moet zo sterk en licht mogelijk zijn (<5kg)
Onze grijper is niet zeker niet lichter dan 5 kg, maar hierdoor is onze grijper wel heel stevig. Dit is dus een voorbeeld van: “Ieder nadeel heb zijn voordeel.”
Meting
Om de nauwkeurigheid van onze grijper te bepalen hebben wij 5 keer bij verschillende situaties de afwijking van de uiteindelijke appel positie en het midden van het platform gemeten. We hebben 2 appels vergeleken, eén van 100 gram met een diameter van 6.5 cm en één van 250 gram met een diameter van 9.5 cm. We hebben ze benoemd als ‘de kleine appel’ en ‘ de grote appel’. We hebben aan de onderkant van de appel in het midden een markering gemaakt met inkt. Nadat we de appel verplaatst hebben kwam er een markering op het platform., waaruit we de afstand konden bepalen van het midden van het platform tot het midden van de appel. Dit hebben we ook gedaan voor beide appels in een natte toestand.
Uit onze metingen blijkt dat de appel in natte toestand meer afwijkt dan als de appels droog zijn. Dit is best logisch aangezien de appels meer kunnen slippen tijdens het verplaatsen. We zien ook dat de kleine appel meer afwijkt dan de grote. Dit komt waarschijnlijk doordat de kleinere appel eerder verplaatst wordt door het duwtje van de grijper als deze open gaat, aangezien deze lichter is en dus makkelijker te verplaatsen.
Verder is de nauwkeurigheid van de grijper prima, onze eis was dat de appel maximaal 3 cm zou afwijken. Uit de metingen blijkt dat onze grijper in elke situatie aan deze eis voldoet omdat de afwijking minder dan 3 cm is. De metingen zijn te vinden in de tabel op deze pagina.
Discussie
Verbeterpunt #1
Het platform onder de draaischijf draaide helaas mee bij de rotatiebeweging van de draaischijf, dit hebben we proberen op te lossen door het grote platform eronder te plaatsen(het platform waar WB28 op staat). We dachten dat hierdoor de constructie buiten de draaischijf zwaar genoeg was om niet mee te roteren.
Bij het testen van The Wooden Arm merkten we op dat de totale constructie nog steeds een beetje meedraait. Wij hebben het opgelost door drie stukken lood op het onderste platform te plaatsen. Bij het draaien van de schuifplaat draait de totale constructie toch nog een beetje mee. Na vijf keer de rotatie beweging uit te voeren verplaatst de totale constructie zich 3cm. Uiteindelijk hebben we door de drie stukken lood tactisch neer te leggen de rotatie van de totale constructie geminimaliseerd. Een betere oplossing hiervoor is een antislipmat/rubber onder het grote platform te plaatsen, want dit vereist geen losse onderdelen.
Verbeterpunt #2
De armen zelf waren zo zwaar geworden dat de actuator nauwelijks de armen omlaag kon duwen. Hierdoor moesten de armen voorzien worden van een contra-gewicht. Dit kon voorkomen worden door de grijper wat lichter te maken. Aangezien de armen al van licht hout waren gemaakt, konden deze dus alleen korter worden gemaakt. Door het contragewicht en het grotere platform begon onze hele grijper wel redelijk zwaar en groot te worden, wat niet zo handig was bij het vervoeren. Veel onderdelen moesten apart opgeslagen worden.
Verbeterpunt #3
Tijdens de één na laatste AWS zijn we er ook achter gekomen dat onze grijper heel hard de grond raakt. Dit kan onze grijphand/appel beschadigen. Hiervoor moesten we een oplossing verzinnen, wat leidde tot het plaatsen van sponzen aan de onderkant van de grijphand.