Uitwerking Grijper

Keuze ontwerp

Na de beoordeling van de verschillende concepten bleek dat een combinatie van verschillende concepten tot een beste uitkomst zou leiden. Wij hebben gekozen voor een grijpmechanisme van een houten frame met daarin een spanband (concept 3) dat aangetrokken wordt door een kleine actuator. Daarbij een parallelle arm uit concept 2 die door middel van een grote actuator wordt bewogen. De keuze voor de houten omlijsting waarin de beker wordt vastgeklemd is voornamelijk gebaseerd op de ontwerpeis van het stevig vastpakken van de beker waarbij de beker niet mag worden geplet. De band in combinatie met het zachte schuim zorgt ervoor dat de druk gelijkmatig over de beker wordt verdeeld zodat deze niet zal samendrukken. Het houten frame is gemaakt van twaalf millimeter berken-multiplex omdat dit houtsoort licht en stevig is. Ook was dit hout makkelijk te bewerken en gemakkelijk te verkrijgen. De arm is gemaakt is perspex wat door de lasersnijder op maat is gemaakt. De parallelle staven van de arm zijn horizontaal met schroefdraad aan elkaar verbonden. De volgende stap in het ontwerpproces is het fabriceren van een prototype van de grijper, zodat wij met eigen ogen konden zien of het grijpconcept zou werken. Dit prototype was nog te zwaar en te groot om voor ons definitieve ontwerp te gebruiken.

Grijper
Free Body Diagram van de grijper als geheel.

Practicum test: de spanning bouwt op

Tijdens het eerste practicum hebben wij de grijper in elkaar gezet en getest of de beweging van de arm en het samentrekken van de grijper goed functioneerde. Het bleek dat de grijper stevig in elkaar zat en dat het samentrekken van de band in de grijper goed functioneerde. Na de eerste test hadden wij goed voor ogen wat er verbeterd kon worden. De grijper ging namelijk met een vrij grote snelheid op en neer waardoor bij het toevoegen van vloeistof we het zogenaamde ‘make it rain’-effect zouden krijgen. Om dit probleem op te lossen hebben wij veren tussen de armen gezet. De laatste test van onze grijper ‘Spannend’ bestond uit het testen van het grijpen van de beker met verschillende soorten inhoud zoals water, moertjes en een rolmaat. Ook hebben wij het bereik van de grijper vanaf de grond tot aan hoogste stand gemeten. De resultaten van die metingen zijn in de tabel (figuur 5) hieronder weergegeven. Ook hebben wij getest of de grijper van bovenaf over de beker kan zakken, dit paste net niet. Het verkleinen van de afmetingen van het schuim maakte dit wel mogelijk.

Grijper
Figuur 5: tabel met metingen van het bereik van de grijper vanaf de grond.

In de onderstaande tabel (figuur 6) staan de metingen van de maximale opening van de grijper. Waarbij de opening wordt gemeten vanaf de spanband tot aan het zachte schuim.

Grijper
Figuur 6: tabel met metingen van de maximale opening van de grijper

Het ontwerp van de grijper hebben wij helaas moeten aanpassen door de actuator boven de arm te bevestigen in plaats van onder de arm. Dit komt doordat het scharnier dat de actuator verbindt met het bord groter uitgevallen is dan wij in eerste instantie hadden verwacht. Het effect hiervan op de test is dat de actuator met minder kracht de arm omhoog brengt. Verder werd de beker stevig vastgegrepen en bleef deze ook stevig in de grijper zitten als wij de massa van de inhoud verhoogden naar een 0.5 kg. Echter bleef de vloeistof en de moertjes niet in de beker zitten doordat er te veel speling in de scharnieren zit en de actuator boven de arm een te grote kracht uitoefende en in een keer tot stilstand kwam.