Eindontwerpbeschrijving
Eindproduct
Voor ons eindontwerp hebben wij onze focus vooral gelegd op het ontwerpen van een unieke en originele grijper. We hebben onze inspiratie uit het menselijk oog gehaald. De (elastische) lens in het oog is opgehangen aan een circulaire spier, welke d.m.v. aanspannen en ontspannen de diameter van de lens bepaalt. Wanneer de les een beeld van veraf op het netvlies moet focussen zal de circulaire spier ontspannen waardoor het bindweefsel aan de lens trekt, deze zal hierdoor afplatten. Wanneer de lens een beeld van dichtbij op het netvlies moet focussen zal de circulaire spier aanspannen waardoor er meer ruimte vrijkomt voor de lens om zichzelf op te bollen. Wij hebben voor onze ‘lens’ gebruikgemaakt van een elastiek; deze heeft vergelijkbare elastische eigenschappen als de lens. Voor het straalsgewijs lopende bindweefsel hebben we touw gebruikt dat naar gaten loopt die ook straalsgewijs naar de buitenring lopen en vanaf daar naar de bovenste ring waar ze allemaal aan dezelfde actuator geknoopt zijn. Als deze actuator uitschuift zullen de straalsgewijs lopende touwen het elastiek opentrekken en wanneer de actuator inschuift zal het elastiek zichzelf strak trekken en het bekertje of flesje omklemmen.
Voor de verticale verplaatsing hebben we gekozen voor een arm die op twee plaatsen aan een rail vastgemaakt is. De actuator die de verticale verplaatsing mogelijk maakt is vastgemaakt aan het bord. Het eind van deze actuator zit verbonden met een horizontale staaf van de arm; deze verbinding is een rechtgeleiding zodat de horizontale staaf kan schuiven door de verbinding. Deze arm heeft aan het uiteinde een touw die de grijper aan de arm verbindt. We hebben voor een touw gekozen om het principe uit te voeren dat het bekertje met de vloeistof door de ophanging altijd in evenwicht is met de kracht die je erop uitoefent.
Voor de horizontale verplaatsing moesten wij minstens 15 cm -de diameter van onze grijper- overbruggen om de grijper stevig op het plateau te laten staan. Met een systeem waarbij we twee rails aan elkaar verbonden met touw hebben we een output-verplaatsing bereikt van twee keer de input-verplaatsing. Hiermee kunnen we met een uitschuiving van 10 cm van de actuator een verplaatsing mogelijk maken van 20 cm.
Discussie
Punten ter verbetering:
-
Bij het testen van het uiteindelijk grijperontwerp hebben zich wat problemen voorgedaan. Het grootste probleem wat zich heeft voorgedaan is de horizontale verplaatsing: Het grijperontwerp heeft een cilindervorm met een diameter van 15cm. Dit betekent dus dat de horizontale verplaatsing minimaal 15cm moet zijn om het grijpersysteem boven het platform te bewegen, maar de actuator heeft maar een uitschuif lengte van 10cm. De oplossing voor dit probleem was om in plaats van 1 rail 2 rails op elkaar te monteren en met een pulley systeem ervoor te zorgen dat er een totale verplaatsing van 20cm plaatsvindt. Echter de tijd om deze oplossing te implementeren was er niet; tijdens het eerste aws practicum zijn we achter dit probleem gekomen. De grootste zorg hierbij was de stabiliteit en het gewicht van het volledig systeem. We hadden dit probleem kunnen voorkomen door vooraf beter na te denken over de horizontale verplaatsing, nu waren we erg gefocust op het grijpsysteem zelf, de welbekende bottleneck.
-
Een ander probleem wat zich heeft voorgedaan is het volgende: Om het grijpersysteem zijn werk te laten doen van het verticaal verplaatsen van een voorwerpen met een maximaal gewicht van 0.5 kg waren er twee grote actuatoren nodig, één actuator voor het grijper systeem en een tweede actuator voor de verticale beweging. De kleine actuator bleek namelijk onvoldoende kracht te hebben om de elastiek in het grijpersysteem aan te spannen. Een verklaring voor dit probleem is dat het persluchtsysteem niet volledig lekdicht was, waardoor er perslucht aan het systeem ontsnapte en zodoende de kracht in de actuator minder was dan in eerste instantie gedacht.
-
Over het algemeen had de tijdsplanning binnen onze projectgroep beter gepland kunnen worden. We hebben nu, in het begin van het ontwerpproces, ruim de tijd genomen om nieuwe ideeën aan te dragen en te opperen. Hierdoor hadden we zowel een (te) groot scala aan mogelijkheden voor de grijper als relatief weinig tijd om het uiteindelijke ontwerp goed uit te werken. We zouden dus eerder de schakeling van de brainstorm naar het maken van een beslissing moeten maken.
-
Een punt ter discussie is ook de tijd die we in de aws hebben kunnen werken. We hebben namelijk maar 1x gebruik kunnen maken van de aws om ons eindproduct in elkaar te zetten alvorens het te moeten vastleggen op video. Hierdoor was de kans om achter onvoorziene problemen te komen erg schaars en hebben we bijvoorbeeld ook niet optimale omstandigheden (luchtdruk) kunnen vastleggen voor onze grijper. Als we meerdere keren gebruik hadden kunnen maken van de aws hadden we door trial and error tot een beter eindproduct kunnen komen.
Punten die goed gingen:
-
We hebben een duidelijk beeld geschetst over de eisen waar de grijper aan moest voldoen. Hierdoor konden we door een goede structurele basis tot een goed besluit komen wat betreft het grijpersysteem. Dit hebben we in overleg gedaan door voordelen en nadelen van verschillende systemen tegen elkaar uit te zetten. Dit heeft geleid tot weloverwogen keuzes.
-
We zijn erg tevreden met de potentie die onze grijper laat zien bij het oppakken van objecten. We hebben verspilling van water zo veel mogelijk kunnen reduceren en de grijper kan verscheidene vormen oppakken (zowel rond, ovaal, rechthoekig, etc.).
De gebruikte materialen naast PMMA zijn gekozen omdat het grijpersysteem volledig uit
persplex bestaat waardoor er alleen bouten en moeren nodig waren om het het ineen tezetten . Dit was een bewuste keuze.
Materiaal- en kostenoverzicht
Onze grijper kan willekeurige voorwerpen pakken met verschillende vormen en massa's. Zelfs de massa van een projectgenootje.