Uiteindelijk ontwerp

Grijper/hand

Uiteindelijk werd er beslist om een "hand" te maken met 3 vingers, deze vooral geïnspireerd door de concepten van Sten en Teun.

Dit werd bepaald met behulp van een morfologisch overzicht:

Criteria Concept Tom Concept Camiel Concept Adrian Concept Sten Concept Teun Concept Godfried Concept Ferry Maximaal
Grip 5 6 7 9 8 7 7 10
Budget 8 9 8 8 7 7 8 10
Langzaam omhoog 7 8 7 7 7 7 7 10
Horizontale verplaatsing 7 6 7 8 8 6 6 10
15cm tillen 6 7 6 8 8 7 7 10
Stabiliteit 6 6 7 7 7 7 7 10
Sterk 8 8 8 8 8 8 8 10
Mogelijkheid tot grijpen 5 7 7 8 8 7 7 10
Elegantie 5 5 5 8 8 7 5 10
Totaal 57 62 62 71 69 63 62 90
De aandachtspunten in dit geval zijn "grip", "mogelijkheid tot grijpen" en "elegantie" (de andere aspecten zijn min of meer gelijk qua score). "Grip" en "mogelijkheid tot grijpen" zijn belangrijk omdat dit project vooral om deze 2 aspecten draait. De scores zijn gebaseerd op het grijpen van voorwerpen met verschillende vormen. Het is wel zo dat bepaalde concepten meer geschikt waren voor een voorwerp met 1 specifiek vorm, zoals een vierkante vorm, maar de concepten van Sten en Teun waren toepasbaar op meerdere vormen. Verder is "elegantie" ook een aandachtspunt geweest omdat ons ontwerp uiteindelijk wel net moet uitzien. Hier scoorden Sten en Teun best hoog vergeleken met de andere concepten.

De reden dat een hand met 3 vingers werd gebouwd, in plaats van 2, was omdat dit voor meer stabiliteit zorgt.

Om voor een natuurlijke knijpende beweging te zorgen zou er per vinger een touwtje worden vastgemaakt. Dit zou vanaf het laatste kootje (oftewel uiteinde van de vinger) helemaal terug naar de palm lopen. Bij de andere kootjes wordt een soort overdekte gleuf gemaakt waardoor het touwtje kracht op het bijbehorende kootje en de andere kootjes tegelijkertijd kan leveren (en daardoor worden ze in in beweging gebracht).

Vervolgens moesten de vingers terug naar hun oorspronkelijke stand. Dit werd opgelost door uitsteeksels aan de eerste 2 kootjes te plaatsen waartussen een elastiek (wat een veer werking heeft) werd gezet. Deze uitsteeksels dienen ook als barrière zodat de kootjes niet helemaal terug klappen.

Om voor meer wrijving te zorgen met het voorwerp werd er per kootje een inhammetje geplaatst waar een materiaal/stof kan worden geplaatst met een hoge wrijvingscoëfficïënt. Er werd namelijk voor rubber gekozen. Naast een hoge wrijvingscoëfficïënt kan rubber tegelijkertijd een beetje indeuken. Dit laatste is ideaal omdat de vingers zich voor verschillende vormen kunnen aanpassen.

Verplaatsing


Verder was er ook een bewegingsmechanisme nodig. Om dit vrij simpel en net te houden werd een gekozen voor een rail-systeem. Deze kan zich gemakkelijk in de x- en y-as verplaatsen met behulp van actuatoren.
Een andere reden dat er voor de rails werd gekozen hebben is dat met de rails het bekertje recht omhoog bewogen wordt en dit is niet het geval bij het vierstangenmechanisme. Hierbij is het ook mogelijk dat er een kantelbeweging van de grijper plaatsvindt, dit moet namelijk heel beperkt worden gehouden.



Eis: "op een circa 150 mm hoger en naast gelegen plateau kan neerzetten."
Hoewel er in x-as geen probleem heerst, het moet zich maar een paar cm verplaatsen, is er wel een probleem voor de y-as. De actuatoren kunnen namelijk maar 10 cm uitschuiven terwijl er 15 cm nodig is. Dit wordt later opgelost met behulp van katrollen op bepaalde plekken.

Matlab

Om ons ontwerp te kunnen testen hebben wij een matlab script gemaakt. Dit script is een simulatie van onze hand en laat zien hoe de hand voorwerpen van verschillende groottes en vormen vastpakt. Het script kan dus gebruikt worden om vooraf te bepalen of een voorwerp gepakt kan worden door onze grijper. Daarnaast geeft het ons nuttige informatie over de hoeken waaronder de vingers uiteindelijk komen te staan.

Download het MatLab script