Ontwerpwedstrijd "Precisieschijfwerper"
woensdag 14 juni 2023
 
Opdracht Reglement Nieuws Sponsors

Veel handelingen kunnen door een mechanisch werktuig beter worden verricht dan door een mens. Aan de TU Delft hebben studenten dit in het kader van de "Ontwerpwedstrijd voor eerstejaarsstudenten" vaker laten zien. Zo zijn er in het verleden penaltyschoppers ontworpen, maar ook apparaten waarmee dartpijltjes werden geworpen, honkbalwerpers en golfrobots. In veel gevallen heeft het gerealiseerde ontwerp het opgenomen tegen personen die op hoog niveau presteerden. Telkens bleek het mechanisch ontwerp beter te presteren. Dit jaar ligt de uitdaging op het ontwerpen en realiseren van een Precisieschijfwerper. Net als bij het werpen van een frisbee is het hierbij belangrijk de schijf met een roterende beweging met de juiste snelheid op het juiste moment los te laten om deze met hoge precisie te plaatsen waar dit gewenst is. Een praktisch voorbeeld waarbij dit van belang kan zijn is wanneer een drone wordt ingezet om een reddingsboei naar een drenkeling te werpen. Het werpen zal wezenlijk sneller en nauwkeuriger zijn dan het boven een drenkeling positioneren en droppen van een reddingsboei. Een mechanische werper kan mogelijk voor meerdere doeleinden worden toegepast, bijvoorbeeld bij een snelle pakketsorteerder.

 

Ruim 100 (112) studententeams van circa 6 eerstejaarsstudenten worden uitgedaagd om in competitie met elkaar een mechanische Precisieschijfwerper te ontwerpen en te vervaardigen.

Prijzen

Er zijn prijzen te winnen voor de beste prestatie en er worden ook prijzen toegekend aan bijzondere ontwerpen:

  • Prestatie, zie wedstrijdelement
  • Green award, duurzaamheid
  • Constructeursprijs, technisch innovatief / veiligheid
  • Science Centre award, innovatief / onderscheidend
  • 3D-CAD Award, Geometrisch computermodel
Tijdens de ontwerpfase zijn er diverse contactmomenten tussen de individuele studentengroepen en verschillende docenten. Er zijn wekelijks voortgangsbesprekingen met de projectdocent. Daarnaast is er de verplichte "Maakbaarheidscheck", waarbij de studenten feedback op de maakbaarheid van hun ontwerp krijgen rekening houdend met de beschikbare middelen en de beschikbare tijd.

De ontwerpfase wordt afgesloten met een werkpakket dat bestaat uit ondermeer het Ontwerprapport, een 3D-CAD-model vervaardigd met "SolidWorks", technische samenstellings en productietekeningen en bestellijsten voor materialen en onderdelen. In het ontwerprapport komt een goed ombouwde voorspelling van de te verwachten prestatie en deze wordt achteraf geëvalueerd.

Parallel aan de maakfase, waarin het ontwerp wordt vervaardigd, werken de studententeams aan optimalisaties voor het vervaardigen in middelgrote en grote series. Zo wordt een Design for Assembly (DFA)-analyse en een productieprocesselectie uitgevoerd voor het toepassen van Design for Manufacture (DFM). Bovendien worden onderdelen gesimuleerd en geanalyseerd met behulp van Finite Element Analysis (FEA).

Een technische jury - met vertegenwoordigers uit het bedrijfsleven - beoordeelt de gerealiseerde ontwerpen op basis waarvan de juryprijzen worden uitgereikt. De scheidsrechters (docenten) beoordelen de prestaties voor de prestatieprijzen.

Technische Jury (onder voorbehoud).

De Jury bestaat uit docenten en vertegenwoordigers uit het bedrijfsleven (onder voorbehoud):
- Anton van Beek, Projectleider, TU Delft
- Regine Vroom, Co÷rdinator Ontwerpwedstrijd, TU Delft
- Giuseppe Radaelli, Wedstrijdleiding, TU Delft
- William Walhout, Huisman Equipment BV
- Michael van der Meer, Hoofd Science Centre Delft
- Jeroen Maas, Visiativ.nl

 


 

 

Ontwerpwedstrijd

De uitdaging is om een mechanische schijfwerper te ontwerpen en te fabriceren die over een horizontaal gemeten afstand schijven kan werpen in diverse containers (voor een sorteerfunctie).

Disc Thrower

De ontwerpuitdaging is opgesplitst in het ontwerpen van een werpmechanisme waarbij tijdens de werpbeweging op het juiste moment de schijf wordt losgelaten. Het werpmechanisme zal de schijf in een container werpen. Hierbij zal de rotatie van de schijf om de eigen as, het zogenaamde gyroscopische effect een belangrijke rol spelen. Een extra uitdaging kan worden gevonden door de schijf om een obstakel (paal) heen te werpen voordat deze in een van de containers belandt.

Uitgangspunten

  • De schijfwerper staat op de grond, evenals de containers en het obstakel (paal).
  • De afstand tussen de schijfwerper en de containers bedraagt 7 meter.
  • Negen schijven worden beschikbaar gesteld.
  • Er zijn extra punten te verdienen voor het sorteren, waarbij de schijven in verschillende containers en om een vertikaal opgestelde paal heen worden geworpen.
  • De hele Precisieschijfwerper is maakbaar in 4 werkplaatsmomenten van 4 uur.
  • Materialen en koopdelen passen bij een budget van 100 euro waarvan 20 euro te besteden bij de studentenwerkplaats (IWS op 3mE) aan plaatwerk en andere onderdelen.

Ontwerpuitdagingen

Het ontwerpen van een schijfwerper is een ambitieuze uitdaging. Bovendien staan in het uitgebreide wedstrijdreglement diverse randvoorwaarden beschreven. De voornaamste ontwerpuitdaging is het ontwerpen van een werpmechanisme waarmee de werpbeweging gemaakt wordt met voldoende kracht, snelheid en precisie. Daarbij wordt een ontgrendelmechanisme of startknop verwacht om de werper in beweging te laten komen.  

Wedstrijdelement

Het team heeft tot 5 minuten de tijd om de Precisieschijfwerper in gereedheid te brengen. Na het startsein wordt in wedstrijdverband gedurende 10 minuten de prestatie van de schijfwerper vastgesteld waarbij de volgende deelpunten kunnen worden gescoord.

  1. De schijfwerper laat de schijf tijdens de werpbeweging los.
  2. De schijf komt binnen een afstand van 1 meter gemeten vanaf het doel terecht.
  3. De schijfwerper heeft een sorteerfunctie waardoor verschillende doelposities worden bereikt.

De wedstrijd zal worden gewonnen door het team dat in de finale de meeste punten weet te scoren binnen de gestelde speeltijd. Indien het hoogst behaalde aantal punten door meer groepen wordt gescoord, zal de groep die dit puntenaantal in de kortste tijd heeft gehaald de wedstrijd winnen. Alle groepen komen naar de wedstrijd om te laten zien wat hun vervaardigde ontwerp kan.

Datum en locatie

De ontwerpwedstrijd wordt onder voorbehoud gehouden op het gazon achter 3mE op woensdag 14 juni 2023. Meer informatie over het dagprogramma en de locatie zal worden gepubliceerd via het menu item "Nieuws" zodra dat bekend is.