Project X
Technische systemen
Werktuigbouwkunde
Welkom op de site van projectgroepje 37! Met een groep van 6 enthousiaste eerstejaars werktuigbouwkunde studenten hebben we een grijper ontworpen en gebouwd. Op de site is informatie te vinden over onder andere het ontwerpproces, de productie en het eindresultaat. We begonnen ieder met het uitwerken van creatieve, originele ideeën voor een grijper, waarna we al deze ideeën gezamenlijk hebben beoordeeld. De beste onderdelen hebben we samengevoegd, voorbijkomende problemen opgelost en uiteindelijk gingen we richting een definitief ontwerp. Na een goedwerkend prototype van karton en overzichtelijke schetsen, hebben we alle onderdelen verzameld. Toen kon het bouwen beginnen! En dat ging gelukkig volgens plan. Daarom kunnen wij nu met trots onze grijper aan jullie presenteren!
Onze groep
Groepsleden van WB-37 van links naar rechts:
Bas Houwen (4522508), Sjoerd van der Voort (4442296), Olivier ten Haven (4456610),
Mechteld Bakkenes (4378571), Neil Smit (4470427), Jannick van Buuren (4444043)
Projectfases
- Verschillende
ontwerpen
- Ontwerpen
vergelijken
- Beste ontwerp
kiezen
- Uitbreiden van het
ontwerp
Rekenen
- Virtual work
annalyse
- Krachtenanalyse
Design
- Schetsen
- Afmetingen bepalen
- Visio ontwerpen
- Grijper monteren
- Afmetingen checken
- Testen van het
systeem
- Verbeteringen
aanbrengen
Verkenning
Productie
Verkennen
Figuur 1 Mechteld
Met deze grijper (figuur 1) kunnen handig bekertjes van verschillende vormen en formaten worden opgepakt. Zelfs andere kleine voorwerpen kunnen zo met de grijpersbak worden opgepakt. Het grijpsysteem van dit ontwerp bestaat uit een bak die onder het bekertje kan schuiven. Om de bak te laten schuiven worden er twee actuatoren gebruikt. Deze worden bevestigd aan een andere bak, die voornamelijk voor stevigheid zorgt. De tweede bak wordt door middel van een stevig touw aan een katrol bevestigd. Door een derde actuator aan de andere kant van dit touw te bevestigen, kan het geheel omhoog en omlaag bewegen.
Het grijper-systeem uit figuur 2 is gebaseerd op het hefboom principe. Aan de ene zijde is de grijper bevestigd. Het andere uiteinde bestaat uit een gewichtje. De actuator wordt verticaal bevestigd aan de hefboombalk. Wanneer deze uitschuift, wordt deze zijde omhoog geduwd. Door het gewichtje aan de andere kant kantelt de balk nog meer. Hierdoor wordt een grotere hoogte van de grijper bereikt.
De grijper in dit ontwerp (figuur 3) pakt het voorwerp van bovenaf op. De twee kleppen waaruit de grijper bestaat worden bewogen door een actuator die bovenop wordt bevestigd. Door het in- en uitschuiven van de actuator wordt de klep dus geopend en gesloten. Om de grijper omhoog en omlaag te bewegen, wordt een actuator tussen de horizontale en verticale balk bevestigd. De verticale balk wordt stevig bevestigd aan het basisframe. Hierdoor is deze grijper zeer stabiel.
Figuur 2 Neil
Figuur 3 Sjoerd
Ontwerpen vergelijken
Elk groepslid heeft een eigen ontwerp van een grijper bedacht en getekend. Aan de hand van een aantal criteria hebben we hieruit de drie beste ontwerpen geselecteerd, die van Sjoerd, Neil en Mechteld. Deze drie ontwerpen staan hierboven uitgewerkt. De beoordeling van alle ontwerpen hebben we uitgewerkt in tabel 1. Elk criterium hebben we ook een weegfactor gegeven.
Weegfactor III was naar onze mening het meest relevant, weegfactor I juist minder.
De ontwerpen zijn door ons beoordeeld met een cijfer, van 1 tot 5 (1 slecht, 5 goed).
Tabel 1 Ontwerpen vergelijken
Beste ontwerp kiezen en uitbreiden van het ontwerp
Nadat we alle schetsen hadden bekeken en beoordeeld, kwamen we tot de conclusie dat er geen ontwerp het beste was. De ontwerpen hadden allemaal wel een goed onderdeel. Dus zijn we gezamenlijk verder gaan brainstormen over hoe we dan wel de beste grijper konden ontwerpen. Tijdens deze brainstormsessie hebben we het ontwerp steeds aangepast tot we tevreden waren. De uitkomst hiervan hebben we uitgewerkt onder het kopje ‘Designfase’.
Berekening
Design
Figuur 4 Schets 1
In schets 1 is het mechanisme uitgelegd waarmee de grijper het bekertje omhoog zal tillen. Het systeem wordt beschreven als een badkamerspiegel-kruisingssysteem, maar kan beter beschreven worden als een schaarsysteem. De verschillende kleine tekeningen met korte beschrijvingen geven een eerste beeld van het bedachte systeem.
Figuur 5 Schets 2
In schets 2 is het grijpsysteem getekend. Dit grijpsysteem vindt zijn plaats op een plateau op het schaarsysteem. Zoals te zien is in het plaatje is er gebruik gemaakt van een trekveer om de grijper dicht te knijpen. Door de bevestiging aan de actuator met een draad zal de actuator geen kracht uitvoeren op de grijper wanneer deze is ingeschoven. Wij hebben hier uiteindelijk geen ijzerdraad, zoals in de schets is aangegeven, maar een visdraad voor gebruikt. Hierdoor zal alléén de veer kracht uitvoeren op de grijper wanneer deze grijpt en zal de beker minder snel kapot geknepen worden. Er is hiervoor gekozen omdat de actuator nogal hard beweegt en er verwacht werd dat deze te veel kracht zou geven op het bekertje. Wanneer de actuator uitschuift, trekt deze door middel van het draad de grijper open. De actuator trekt één van de grijparmen open, de andere grijparm hebben we vastgemaakt aan het plateau, zodat deze niet kan bewegen.
Op schets 3 is het zijaanzicht van het grijpsysteem te zien. Er bleek zich een probleem voor te doen, namelijk dat het plateau, waar het grijpsysteem zich op bevindt, zich zo’n 12cm boven de grond bevond, te hoog om een bekertje op te pakken. Er moest daardoor een manier worden bedacht om de grijper lager te maken. Er is toen, zoals in schets 3 is te zien, gekozen om aan de hand van draadeinden het grijpgebied verticaal te vergroten. Aan de draadeinden zitten nog meer grijparmen bevestigd. Hierdoor kan onze grijper laag bij de grond dingen oppakken, maar ook nog steeds ter hoogte van het plateau.
Figuur 6 Schets 3
De onderdelen die verkregen zijn via het lasersnijden, zijn te zien in figuur 7. De rechte staven met gaten in de uiteindes zijn terug te vinden in het schaarsysteem van de grijper. De S-vormige staven met een gat in het midden zijn terug te vinden in het grijpsysteem, namelijk als bovenste grijpvingers. Één van de twee is nog afgezaagd, gezien het feit dat deze overbodig uitstak en de ander is bevestigd aan de veer en de actuator. Verder zijn de halve S-vormen gebruikt voor de overige vingers van de grijper en is de rechthoekige vorm gebruikt als plateau.
Figuur 7 Visio ontwerp
Productie
Lift-systeem
In de bovenstaande foto's is het lift-systeem te zien na de montage. Bij het testen van dit systeem bleek dat de lift te hard naar beneden ging als de actuator werd uitgeschakeld. Dit hebben we opgelost door een veer onderin het lift-systeem te zetten waardoor de lift rustiger naar beneden komt.
Grijp-systeem
In de foto hiernaast kan je het grijp-systeem bekijken en zien hoe deze aan het lift-systeem is gemonteerd. We hadden nog bedacht om de grip te verbeteren door elastiekjes in de grijper te verwerken. Dit bleek echter niet nodig te zijn.
Filmpje
Hieronder is het filmpje te zien van de eerste test van onze grijper. Na de test zijn nog aanpassingen gemaakt om de grijper te verbeteren.