top of page

Analyse en eerste ideeen 

In de eerste twee weken van het proces was ons doel om te brainstormen over alle mogelijkheden en uiteindelijk onze bibliotheek van ideeen te beperken tot drie mogelijke concepten. Dit hebben wij gedaan door een lijst van eisen en wensen op te stellen, waar vanuit een morfologisch overzicht opgesteld kon worden.

 

Tijdens de eerste vergaderingen en brainstorm-sessies komen talloze ideeen naar boven. Met een lijst van eisen en wensen hebben wij zo snel de geschikte van de niet-geschikte ideeen kunnen onderscheiden en kwamen we bij een duidelijk overzicht van drie mogelijke concepten. 

​

Uitvoering 

​

De arm moet een theoretische afstand overbruggen van 18(13+5) centimeter, wij hebben er dus voor gekozen om uit te gaan van een afstand van 20cm.

 

Het mechanisme wat we voor de arm gebruiken is een schaarmechanisme. Wij hebben voor het schaarmechanisme gekozen omdat je met dit mechanisme makkelijk met een kleine beweging een grote afstand kan overbruggen.

​

​

​

Eisen en Wensen 

Concepten

Solidworks

Grijper

  • Mag de appel niet beschadigen

  • Moet sterk genoeg zijn om de appel niet te laten vallen

  • Moet de appel rechtop kunnen zetten

  • Moet appels van verschillende afmetingen kunnen oppakken en eventueel in verschillende omstandigheden (natte, verrotte appel etc.)

 

Bewegingsmechanisme

  • Moet de appel in het midden van het plateau afleveren (26 cm van rechts naar links verplaatsen)

  • De appel moet 16 mm hoger landen dan waar die opgepakt werd

  • Moet buiten het plateau zijn voor en na de grijpbeweging.

  • Appel moet midden in het plateau eindigen

  • Appel moet niet de muur aanraken

  • Het bewegingsmechanisme moet zo gevormd zijn dat de rechtopstaande plank in het midden niet in de weg gaat staan

 

Wensen

  • Langzaam en gecontroleerde beweging

  • Om de wand heen bewegen

  • Rolsysteem

  • Grijper : rubber of elastieken, veren of memory foam om de appel niet te beschadigen

  • Zo goedkoop mogelijk uitkomen

  • Zo min mogelijk materiaal gebruiken

  • Zo betrouwbaar mogelijk (grote slagingskans)

  • Het idee zo simpel mogelijk behouden

  • Snel kunnen opzetten

Om een definitief ontwerp uit te kiezen is er een lijst van eisen en wensen gemaakt. Drie concepten sprongen er, naar onze mening, boven de rest uit. Hierna zijn deze 3 concepten mbv spuugmodelletjes tegen elkaar op gewogen en is er een beslissing gemaakt.


 

Concepten (spuugmodelletjes te zien bij foto’s):

 

1. Ons eerste concept berust op het idee dat een karretje zich voortbeweegt over een rails langs het obstakel. Vanuit dit karretje beweegt de grijper naar de appel toe met behulp van een schaarmechanisme wat ook weer terug kan bewegen. Op deze manier manoeuvreren we de appel langs het obstakel naar zijn eindbestemming.

 

2. De basis van het tweede concept is statisch en berust op rotatie rondom één punt. Recht voor het obstakel staat een stellage die de arm naar de linker- en rechterkant van het obstakel kan roteren. Voor de arm gebruiken we een uitklapmechanisme. Zodra het geheel naar de appel toe is geroteerd zal de arm inklappen en boven de appel komen te hangen.  Als de appel gepakt is klapt de arm weer uit en roteert het geheel zich naar de andere kant van het obstakel.

 

3. Bij het derde concept maken we gebruik van het bord waar de luchtdruk uitkomt. Aan dit bord maken wij onze grijper vast. Vanuit het bord beweegt de arm horizontaal naar de appel toe. Voor deze arm maken we evenals bij concept 1 gebruik van een schaarmechanisme. De arm met de appel wordt vanuit de stellage langs het obstakel geroteerd naar de andere kant, waar de appel neergelegd zal worden.


 

De lijst van wensen tegen elkaar op gewogen om weegfactoren te bepalen:

Conceptbeoordeling (max 5 punten)

1. Het gebruik van alleen maar schaarmechanismen zorgt voor een relatief kleine foutmarge en een gecontroleerde beweging. Nadelen zijn dat er vrij veel materiaal nodig is en dat de arm slap kan gaan hangen bij onnauwkeurige afstelling. Het concept is erg simpel en redelijk snel op te zetten.

 

2. De verticale armbeweging zorgt voor een lage score voor simpliciteit. De draaibeweging kan voor een grote afwijkingen zorgen. De draaiende arm ziet er wel indrukwekkend uit en scoort hierom ook hoog voor design. Ook is het efficient qua materiaalverbruik.

 

3. Vrij simpel en makkelijk te realiseren ontwerp. Het schaarmechanisme zorgt voor een relatief gecontroleerde beweging. Het draaiingsgedeelte is minder gecontroleerd. Het is erg efficient qua materiaalverbruik.

De werking van het schaarmechanisme is zeer eenvoudig. Zodra er een willekeurige kracht wordt uitgeoefend op een willekeurig scharnier zal het gehele mechanisme inklappen of uitklappen.

 

Om te weten wat de afmetingen moeten zijn van de onderdelen van ons mechanisme maken we gebruik van de volgende formule: 4[0.5*l*sinθmax]−4[0.5*l*sinθmin]=200[mm]

​

Hierin is y de afstand die je wenst dat de arm overbrugt, x is het aantal elementen waarvan je gebruik maakt, l is de lengte per element en is θ de hoek tussen het eerste element en de as waaraan deze verbonden is.

 

Voor ons betekent dit dat de lengte van één element 15.6cm dient te zijn. Om zeker te zijn dat de arm uiteindelijk ver genoeg uitschuift hebben we ervoor gekozen om in hetzelfde onderdeel ook nog gaten te maken met een tussenafstand van 18 cm. Dit is als back-up voor als de theoretische waarde in praktijk toch niet goed blijkt te resulteren

 

Omdat het schaarmechanisme een relatief kwetsbaar geheel is hebben wij ervoor gekozen om gebruik te maken van een dubbele schaar. Nu zullen de onderdelen minder snel breken.

 

Om het karretje over de rails te laten bewegen hebben we net als bij de arm gekozen voor een schaarmechanisme. Omdat de te overbruggen afstand nu een stukje groter is hebben we aan de hand van eerder genoemde formule bepaald dat de elementen nu 24.9cm lang moeten zijn. Ook bij deze onderdelen hebben we gebruik gemaakt van back-up gaten.

Eind week 4 moesten de PPMA (perspex) onderdelen mbv het programma solidworks gedigitaliseerd worden. Na veel passen en meten is het ons gelukt om alle onderdelen op de plaat van 490mm x 240 te laten passen.

Eind week 5 hebben we de uitgesneden onderdelen precies zoals ze ontworpen waren ontvangen.

Na het onvangen van de ppma onderdelen werd het tijd om de grijper daadwerkelijk in elkaar te zetten en te testen. Toen we de grijper voor het eerst testten liepen bepaalde onderdelen erg stroef over elkaar heen, waardoor de actuatoren moeite hadden om ze in beweging te krijgen. Na wat afstellen en het vervangen van een schuin gemonteerd plankje is dit probleem verholpen.   

Het huidige model grijper Dit ontwerp hadden we eerder afgewezen omdat deze grijper één nadeel heeft. Dit nadeel is dat het grijperdeel niet alleen in de horizontale x-richting beweegt (de grijpende beweging t.o.v. de appel),

maar door het schaarmechanisme ook in de y-richting (in dezelfde richting als de arm die zich naar de
appel toe beweegt). Dit zorgt voor een extra variabele. Maar omdat wij van deze grijper wisten dat
hij verder weinig problemen zou opleveren hebben we toch voor deze gekozen. Wij hebben gekozen
voor een tweelagen systeem(net als de arm) in de grijper, om drie redenen: 1) zo steunt de grijper de
appel meer rondom. 2) de grijparm is steviger. 3) het schuim tussen de grijper en de appel kan beter
worden vastgemaakt.

Een idee dat we eerder in het proces hadden. Het leek erop dat we voor dit idee zouden gaan, tot dat we bedachten dat deze grijper, als de actuator in uitgeschovenstand is, te breed is en tegen het bord in het midden van de testopstelling, waar de appel om- ofoverheen moet.

Na lang overleg een definitief concept gerealiseerd te hebben begon het technisch ontwerpen van het mechanisme. Hierbij hebben we het ontwerp opgedeeld in vier delen: grijper, arm plus kar en rails plus beweging. 

We hebben schuim gemonteerd op de plek in de grijper waar de appel wordt gepakt zodat de appel meer rondom de gehele appel wordt vastgepakt. Hierdoor wordt de appel steviger vastgehouden. De grijper zit via een houten monteerstuk vast aan de arm. In dit houten gedeelte wordt ook deactuator gemonteerd bij een test. Alhoewel dit wellicht niet de meest simpele oplossing is, in het opzicht dat er best veel materiaal voor nodig is, werkt het goed. De grijper is zo ontworpen dat op het moment van het contact maken en vastpakken van de appel, de actuator niet geheel is uitgeschoven, dit zorgt ervoor dat bv. een kleinere appel wel vastgepakt kan worden omdat er genoeg marge is bij de actuator. We hebben een kleine actuator gebruikt voor de grijper, deze actuator schuift maximaal 10 cm uit. De kleine actuator levert voldoende kracht. Bij het grijper van een appel met een diameter van circa 8cm schuift de actuator circa 70% uit van de 10cm, dus circa 7cm. Dit levert een marge op, die nodig is als je rekening wil houden met appels met
verschillende diameters/groottes.

bottom of page