Ontwerpproces
Na de opdracht ontvangen te mogen hebben, konden we aan de slag. De eerste ontmoeting bestond vooral nog uit het leren kennen van elkaar. Dit vond dan ook plaats in de les waarin de groepjes werden gevormd, op de allereerste dag.
Bij de volgende ontmoeting kon het ontwerpproject echt beginnen. Wij begonnen met het analyseren en oriënteren van het project. We kregen natuurlijk drie actuatoren ter beschikking, voor een verticale en horizontale beweging en om de grijper te laten openen/sluiten.
Zo konden we onze hele grijper onderverdelen in 3 onderdelen, ieder met een eigen doel oftewel functie.
Dit was ook het volgende onderdeel waar we over na moesten denken. Functies beschrijven van de verschillende onderdelen en daarna criteria stellen aan de systemen die we ervoor willen gebruiken.
Dit deden wij door middel van een plan van eisen, waarin wij onze eisen noteerde, die wij stelden aan de grijper.
Ondertussen hadden we al gezocht naar inspiratie voor de mechanismen die we konden gebruiken. Eigenlijk verzamelden we allemaal principes die we hadden gevonden en legden ze uiteindelijk allemaal bij elkaar.
Vervolgens hebben we ze netjes in een schema gezet: een morfologisch schema. 
Toelichting: de principes in rij 2 zijn voor de horizontale beweging (van links naar rechts en vice versa). Rij 3 is bedoeld voor een verticale beweging of een 'in of uit-beweging', bedoeld om de appel langs of over de wand te krijgen. In kolom 6 staat een principe waarbij we de horizontale en verticale beweging in 1 principe dachten te vangen.
Concepten
De principes zijn verzameld, dus we konden verder naar de volgende stap. Dit was het kiezen van de (volgens ons) meest kansrijke principes en die combineren naar een aantal concepten. Welke combinaties we hebben gekozen leest u hieronder:- Concept 1 bestaat uit ontwerp 2 uit rij 1 (van de zijkant gezien, dus hangend boven de appel) in combinatie met het principe in kolom 6 voor de horizontale en verticale beweging. Dit principe bestaat uit een grote ronde houten plaat met een tandwiel in het midden. De grijper zou de appel dan kunnen pakken en ongeveer 300 graden om zijn eigen as draaien, waardoor de wand als het ware ontweken wordt.
- Concept 2 bestaat uit ontwerp 1 uit rij 1 als grijper mechanisme, ontwerp 3 uit rij 2 voor de horizontale verplaatsing: hier is de actuator aan de linkerkant bevestigd aan 2 gebogen ijzeren stripjes, met in het midden bij allebei de stripjes een vast punt. Er tussen door loopt een gootje, waarin we het mechanisme laten lopen waar de grijper aan vast zit. Doordat de actuator links langer wordt, zal het mechanisme dat ook aan de stripjes hangt, door de goot naar rechts verschuiven. Tenslotte hoort ontwerp 4 uit rij 3 ook nog bij dit concept. Dit is een vierstangen mechanisme, met tandwieltjes bij de draaipunten in het midden, wat zorgt voor extra stevigheid.
- Concept 3 bestaat uit ontwerp 2 uit rij 1 als grijpermechanisme, ontwerp 1 uit rij 2, waarbij we met een rails zouden werken. Hier wordt het hele mechanisme alleen op zij geduwt als het ware door een schaarsysteem waar de actuator aan vast zit. Om dit concept af te maken kozen we ontwerp 5 uit de 3e rij erbij. Dit ontwerp lijkt erg op ontwerp 4 uit dezelfde rij, echter is het verschil dat de actuator op een andere plek bevestigd wordt en deze versie is zonder tandwielen.
Dus Concept 1: 1.2 (rij 1, kolom 2) en 2.6. Concept 2: 1.1, 2.3 en 3.4. Concept 3: 1.4, 2.1 en 3.5.
De concepten waren nu duidelijk voor ons. De volgende opgave was om de beste van de drie te kiezen naar onze mening. Dit ging volgens een aparte manier. Eerst stelde we de voor ons de belangrijkste criteria op. Daarna gaven we deze criteria een score en dan beoordeelden we de concepten op deze criteria. De punten die daar uitkwamen vermenigvuldigden we met de score en daar kwam dan een uitslag uit:
Om een vergroting van de afbeelding te verkrijgen, kan er op geklikt worden.
Bij het uitwerken van de concepten onder andere met behulp van proefmodellen kwamen de zwakke punten/designfouten van oplossingen van het morfologisch schema al snel aan het licht. Als eerste bleek het tweede ontwerp van de grijper niet praktisch, omdat de plaatsing van de actuator zou zorgen voor een onnodig grote grijperconstructie. Daarom werd besloten concepten 1 en 3 te wijzigen en in plaats daarvan ontwerp #2, ontwerp #4 te gebruiken. Daarnaast werd duidelijk dat ontwerp #6 voor de x/y/z verplaatsing niet mogelijk was. Dit omdat de muur en de zijwaarste verplaatsing 26 centimeter is, waardoor de ronde schijf die zorgt voor de verplaatsing tegelijkertijd een straal nodig zou hebben van 13 en 26 centimeter wat uiteraard niet mogelijk is. Concept 1 werd dus geschrapt. COncept 3 steeg wat betreft punten zo ver boven concept 2 uit in het beoordelingsschema, dat we besloten dat we concept 3 zouden gaan uitwerken tot een ontwerp.
Fabricage
Het ontwerp was duidelijk, de maten waren bepaald. We konden beginnen aan het maken van de benodigde onderdelen. Als eerst stond het bepalen van welke onderdelen van welk materiaal gemaakt zouden moeten worden, op de planning. Van de projectleiding kreeg elk groepje namelijk een dun plaatje PMMA/perspex (soort plastic) van 490 x 240 x 5 mm ter beschikking om onderdelen uit te laten snijden met de lasersnijder. Hiervoor moesten we een bestand maken in het programma SolidWorks met de onderdelen als een soort tekening (zie plaatjes onder deze tekst). Hieronder is de lay-out te zien van het bestandje dat wij naar de lasersnijder hadden gestuurd. Vooral de onderdelen voor de arm en het schaarsysteem voor de zijwaartse verplaatsing staan hierop. De onderdelen voor de grijper pasten er niet meer bij. Gelukkig had onze mentor Piet nog een andere plaat PMMA ter beschikking, die we mochten gebruiken. Na veel overleg en vragen om toestemming mochten we deze gebruiken om extra onderdelen te laten uitsnijden. Dit zijn de twee bestanden die we hebben laten uitsnijden:
In week zes kregen we deze onderdelen weer terug en konden we verder met het maken van de rest van de onderdelen en het in elkaar zetten van de componenten van de grijper.
Langzamerhand kwamen de 3 componenten van onze grijper tot stand: de grijper zelf, de arm waar de grijper aan vast zit en het bord met het schaarsysteem eraan die voor de zijwaartse beweging zorgt. Dit bord hebben we uiteindelijk uit een houten plaat gezaagd en op twee bureaurails gemonteerd. Bij het ontwerp voor de grijper zijn we nog tegen een probleem opgelopen. Zoals te zien is in het morfologisch schema zou er aan de rechterkant/bovenop de bolle kant van de grijper een gootje worden gemonteerd. Hierdoorheen zou de actuator dan eerst een stukje schuiven en daarna duwt de actuator zich verder uit en opent het de grijper. Echter bleek dat de grijper dan te breed werd om tussen de appel en de wand van de opstelling te passen in geopende stand. Het gootje hebben we daardoor op een ander plek gemonteerd op de grijper, waardoor ons ontwerp wel enigszins werd aangepast en de grijper extra gewicht vergaarde. Meer over de onverwachte 'tegenslagen' die we zijn tegengekomen is te lezen op de pagina 'Evaluatie'.
Van de drie losse onderdelen hebben we ook nog enkele foto's/filmpjes.
Voor het filmpje van het uiteindelijke resultaat verwijs ik u graag verder naar de pagina 'Resultaat'.
Er werd ons ook een document ter beschikking gesteld, waarin o.a. stond in welke week we wat moesten doen. Dit document kunt u ook nog hier downloaden om na te lezen.