Eisen
Er zijn van te voren verschillende eisen gesteld aan de grijper. Deze waren opgenomen in de opdracht. De grijper moest zo ontworpen worden dat hij aan deze eisen voldoet. In de praktijk betekende dit dat er bepaalde beperkingen aan het project zijn opgelegd, waarbinnen wij de grijper hebben ontworpen. En natuurlijk de opdracht die de grijper moet uitvoeren.
-
Een appel kunnen tillen en verplaatsen van 5-10 cm in hoogte, 5-10 cm in diameter en 150-300 gram
Onze grijper is zo ontwikkeld dat hij in principe elke maat kan oppakken, hierdoor zullen we nooit in de problemen komen qua object.
-
De appel moet precies 26 centimeter over de x-as verplaatst kunnen worden
Na uitrekenen van hoek en lengte van de horizontale actuator zien we dat de grijparm makkelijk een object 26 centimeter kan verplaatsen.
-
De appel moet minimaal 26 centimeter over de z-as verplaatst kunnen worden
Voor de verticale actuator geldt ongeveer het hetzelfde, deze is bevestigd aan het vierstangenmechanisme en haalt een hoogte van +- 30 centimeter.
-
De appel moet een klein plankje op, dus kleine resultante z-verplaatsing
De verticale actuator kan zo bediend worden dat hij op elke hoogte los kan laten en kan stoppen.
-
De appel mag niet los komen tgv de bewegingssnelheid en niet beschadigen
Door gebruik van rubber? aan de vingers van de grijper zal de grip beter zijn en de appel niet beschadigen.
-
Alleen aangedreven worden door actuatoren
We gebruiken drie actuatoren, één voor de horizontale x-as beweging, één voor de verticale z-as beweging en één zodat de grijper kan klemmen en los kan laten.
-
Alleen aangedreven worden door actuatoren
We gebruiken drie actuatoren, één voor de horizontale x-as beweging, één voor de verticale z-as beweging en één zodat de grijper kan klemmen en los kan laten.
-
Zo in elkaar zitten dat de actuatoren binnen 5 min in- en uitgebouwd kunnen worden
De actuatoren zitten vrij simpel aan de arm bevestigd, alleen de grijper actuator moet wel worden vastgeschroefd, toch zal dit makkelijk te doen zijn binnen 5 minuten.
-
De grijper moet herhaaldelijk de juiste beweging kunnen maken
De actuatoren hebben een in en een uit stand, hierdoor kan de beweging ook terug gemaakt worden. Ook zitten de actuatoren zo dat ze niet geblokkeerd worden als dit gebeurt.
-
Het hele proces mag maximaal 30 seconden duren
De snelheid van het proces ligt eraan hoe snel degene die de grijper bedient is. Er zijn 3 actuatoren en 8 handelingen van beginstand tot eindstand: verticaal naar beneden, vastpakken grijper, verticaal omhoog, horizontaal, verticaal naar beneden, loslaten grijper, verticaal omhoog en horizontaal de andere kant op.
Analyse
Zoals te zien is op de onderstaande tekeningen, is onze grijper van te voren haarfijn uitgedacht. Door schetsen en hoekberekeningen te maken kan hij met de genomen marge de appel soepel oppakken, over de muur gaan en weer neerleggen.
In de bovenste tekening is de lange arm van de grijper te zien, door middel van een passer zijn de bewegingen van zowel de actuator als de arm in beeld gebracht. De 2 momenten dat de lijnen elkaar kruisen staan voor het hoogte en dieptepunt van de grijper.
In de onderste tekeningen staan de houder van de grijper en de 2 (of eigenlijk 4) vingers van de grijper. Hierin zijn vooral de formaten van de vingers en de afgelegde afstand van de actuator belangrijk. Door een ruime bewegingshoek voor de vingers te nemen zullen we nooit het risico lopen dat het object te groot of te klein is.
Reflectie
Samenwerking
De samenwerking ging goed. We hebben met veel plezier aan het project gewerkt. De groep was op een enkele keer na, altijd compleet en zo hebben we dus altijd goed samen kunnen werken. We konden de verschillende taken voor het project ook makkelijk onderverdelen. Willem kon bijvoorbeeld met zijn ICT-vaardigheden het beste een website bouwen en Ludo kon met zijn solidworkskunsten het beste de onderdelen voor de grijper tekenen. Zo had iedereen snel een onderdeel waar hij het beste aan kon werken. Verder heeft iedereen elkaar goed geholpen en had iedereen tijdens de brainstormsessies wel een paar goede inputs.
Onvoorziene problemen
We liepen tegen een paar onvoorziene problemen aan. De klauw van de van de grijper werd zwaarder dan verwacht, maar dit bleek later geen probleem te zijn voor de actuator. Mocht het wel te zwaar zijn geweest, dan hadden we ook al een back-up plan om wat staal eraf te halen ten koste van de stevigheid. Verder waren er een paar moeren die uitstaken waar het niet hadden verwacht, dit was het geval bij de plek waar één actuator verbonden zou worden, maar met wat geklungel aan een paar moertjes hebben we dit kunnen om leggen waardoor alles alsnog op de juiste plaats is gekomen. Wel begon het testmoment vrij kort na de levering van het PPMA, hierdoor hebben we alles best vlot in elkaar moeten zetten maar ook dit is uiteindelijk goed gekomen.
Waar we trots op zijn
Onze grijper bestaat volledig uit PPMA. Wij zijn hier erg trots op, zeker omdat er weinig andere groepjes zijn bij wie hetzelfde is gelukt. Verder voldoet onze grijper aan alle eisen en wensen. Wij hebben op deze manier een goed werkende grijper gebouwd, met weinig extra kosten. De grijper maakt een vloeiende beweging en zet de appel ongeveer precies in het midden van de roos neer.
Beschrijving Resultaten
Wij hebben onze grijper meerdere malen getest en gefinetuned. De eerste paar keer was het resultaat van de grijper daardoor minder goed. Deze tests nemen wij daarom niet mee in de resultaten. De grijper zette na het afstellen de appel op de roos neer met een precisie van 2 centimeter, als de appel bleef staan. We hadden namelijk ook dat de appel af en toe weg rolde omdat hij niet recht in de grijper zat. De grijper deed er gemiddeld 23 seconden over om de appel op te pakken, omhoog te gaan, opzij te schuiven, aan de andere kant naar beneden te gaan, de appel los te laten en daarna zelf weer omhoog te gaan. De tijden varieerden tussen de 21 en 25 seconden. De bewegingen verliepen allemaal soepel, dit kwam doordat de grijper op zijn eigen gewicht naar beneden ging en omdat de andere bewegingen werden gedempt. Dit hebben wij gedaan door de buisjes af te klemmen. Hierdoor kreeg je een meer geleidelijke luchtdoorstroom die niet ten koste gaat van de kracht van de actuatoren.
Details
Onze grijper, de GHB, onderscheidt zich van de rest door de toepassing van enkele goed uitgevoerde details. Om alleen al mee te beginnen: wij hebben de grijper gebouwd uit slechts en alleen de onderdelen perspex, bevestigingsmateriaal en 4 stukjes metaal. Hierdoor vallen wij wel op tussen de andere grijpers, aangezien veel groepen gebruik hebben gemaakt van alternatieve materialen.
Wij hebben dit kunnen doen door goed van te voren alles uit te denken en een complete grijper te ontwerpen, zodat wij na die tijd geen andere materialen aan hoefden te schaffen.
Verder hebben wij gebruik gemaakt van klemmetjes waarmee wij de snoertjes van en naar de actuatoren hebben kunnen afklemmen om de druk te verlagen. Hierdoor konden wij de 3 bewegingen op verschillende snelheden laten gaan met dezelfde druk. Als resultaat van deze fijne beweegsnelheid kunnen wij de precisie garanderen.
Naast het uiterst fijne gebruik van de materialen, hebben wij bij het afwerken ook goed gelet op de details. Hij werkt niet alleen goed, hij ziet er ook nog eens super gaaf uit. Alle elementen zijn mooi afgewerkt, het ontwerp ziet er gelikt uit en is er zijn geen onnodige materialen gebruikt.
Om de precisie te garanderen hebben wij ook gebruik gemaakt van veel antivibratiemoeren. In deze moeren zit een stukje plastic verwerkt waarin het schroefdraad zich vastklemt. Hierdoor bewegen deze moeren niet bij het gebruiken van de grijper waardoor de grijper een solide werktuig is geworden.
