Constructief Ontwerpen

Naar het consult hadden we het deel van het mechanisme waar de stoeltjes aan vast hangen mee. Davy ging akkoord met ons nieuw concept. Hij zag wel nog een probleem waar we geen rekening mee gehouden hebben. De (ronde) as kan scheefgetrokken worden door de V-riemen (zie foto). De V-riemen moeten zo laag mogelijk bij de lagers anders zouden we problemen kunnen krijgen met torsie en wrijving als gevolg van torsie. Het mechanisme van de fietsen moeten we niet prototypen maar wel kunnen aantonen bij onze berekeningen. In het prototype moeten we de kracht van de fiets koppelen aan het mechanisme maar hierbij moeten we niet de fiets zelf prototypen, we kunnen dit simuleren aan de hand van een gewicht en de zwaartekracht. Voor de prototypes kunnen we de werkelijkheid nooit 1 op 1 benaderen. Maar op de kritische punten moeten we dit wel zo goed mogelijk proberen door keuze van materialen en toleranties.  Interessante sites (voor onderdelen): - ten...

We splitsten het speeltuig op in de drie mechanismes: het draaimechanisme (Lien), het kantelmechanisme (Maud) en het touwenmechanisme (Sophie). Uit de berekeningen van het touwenmechanisme (Sophie) (en het kantelmechanisme) bleek dat de verplaatsing van de stoeltjes zeer klein zal zijn als er gewerkt zou worden met een vast punt in de paal. Daarnaast kwamen we nog heel wat andere problemen tegen (zie blogbericht: ' Nadelen kantelmechanisme + uitwerking extra draaiing '). Na een brainstorm met de groep, kwamen we tot het besluit om ons eerdere concept (van de apart draaiende stoeltjes) verder uit te werken (zie figuur). We bespraken de haalbaarheid van dit concept met Mr. Monte. Zijn feedback was positief. Vragen voor de consult van 31 oktober: Uw mening over het nieuwe concept.  Onze aandrijving is op basis van een fiets. Moeten wij deze fiets helemaal prototypen en uitwerken of is enkel het wiel goed genoeg?

Bij het concept met het kantelmechanisme zijn er heel wat struikelblokken: Bij het concept waarop we verder zouden werken staan de openingen waardoor de touwen lopen steeds op dezelfde positie ten opzichte van elkaar. Hierdoor wordt de verticale verplaatsing van de stoeltjes enkel veroorzaakt door de variërende afstand tussen de oogbout en de middelste opening. Deze verplaatsing is echter zeer klein (zie berekeningen in het blogbericht: 'Verhoudingen + berekeningen') en voor de kinderen nagenoeg onvoelbaar. De verticale verplaatsing van de stoeltjes zou vergroot kunnen worden door de kanteling van de molenschijf. Dit wil zeggen dat het ene stoeltje zijn hoogste punt bereikt op de plaats waar de kanteling van de molenschijf op zijn hoogst is, terwijl het andere stoeltje zijn laagste positie bereikt op de plaats waar de molenschijf naar beneden wordt gekanteld. De resulterende verplaatsing die hierdoor wordt veroorzaakt zal echter nog steeds zeer klein zijn  (zie berekenin...

We splitsten ons mechanisme op en berekende elk een deel. Hiervoor hebben we ons alle drie gebaseerd op onderstaande constructie: Sophie (Touwmechanisme) Op bovenstaande figuur is te zien dat de beweging van de touwen veroorzaakt wordt door vasthechting aan een oogbout, dat asymmetrisch gepositioneerd is in het vaste gedeelte van de paal. Op onderstaande figuur wordt deze verplaatsing aangetoond. Op het bovenaanzicht is te zien dat de positie van de openingen waardoor de touwen doorgaan steeds gelijk blijft. Hierdoor worden de touwen niet langer of korter. Dit was niet het geval bij het concept in blogbericht: ‘Nieuw concept + prototyping 08/10’. Toen bleef het middelste punt steeds op dezelfde positie, waardoor de positie van de buitenste 2 openingen wel varieerde ten opzichte van de binnenste opening. Aangezien de molenschijf ronddraait, terwijl de oogbout stilstaat, zullen de touwen wel een zeer kleine verplaatsing naar boven en beneden maken. De maximale verplaatsing vindt...

Als feedback op ons consult kregen we het volgende: Het verplichten van twee kinderen mag. Het scharnierpunt is een uitdaging inderdaad maar zou moeten lukken. Het tandwiel voor het kantelmechanisme mag/moet buiten de paal verplaatst worden zodat de paal smaller kan en het moment groter is waardoor het kantelen makkelijker is. Gebruik hier onmiddellijk de beweging van de aandrijving voor. Verplaats de draaibeweging van de paal naar enkel de schijf en maak de paal vast om gewicht te verminderen en stabiliteit te verbeteren. Prototypes opsplitsen en baseren op berekening puur om berekeningen, verhoudingen enzo te testen. Reflecteren op gemaakte prototypes en daar op verder werken. Als reactie op de feedback zullen we volgende doelen nastreven: Deadline 28/10: Verhoudingen vast leggen.  Deadline 28/10: Berekeningen maken. Prototypen vanaf 28/10. 

Deze week (Week 5) hebben we geëxploreerd voor een kantelmechanisme. Uit deze exploratie is het volgende idee gekomen (zie figuur): Bij deze constructie zal er één scharnier zijn waarop het bovenste gedeelte kan kantelen. Het ronddraaien van de molen zou gebeuren zoals al in eerdere blogberichten gezegd geweest is. De draaiing van de paal zal zorgen voor de aandrijving van de twee mechanismes langs binnen. Het ene  mechanisme werkt volgens het principe van het vorige blogbericht: 'Prototyping 03/10: eerste mechanisme (op en neer beweging)'. Het andere mechanisme werkt volgens het principe van het vorige blogbericht: 'Nieuw concept + prototyping 08/10' Door deze op en neer beweging en het katrollensysteem juist af te stellen met maten kan men er voor zorgen dat het duw-mechanisme op zijn laagste punt is als het scharnier het dichtste bij het mechanisme is. Ook kan men er voor zorgen dat er een maximale duw is als het scharnier het verst verwijderd is van het mech...

Na het consult van woensdag 17/10 werkte we individueel aan mogelijkheden voor het kantelmechanisme. (Exploratie fase). Dit zijn de concepten die hieruit zijn ontstaan. - Lien: Eerst heb ik opzoekingen gedaan naar al bestaande mechanismes (zoals een kantelbare parasol en een rodeo-stier). Uiteindelijk bedacht ik volgende constructie voor het speeltuig (zie figuur). Bij deze constructie zal er één scharnier zijn waarop het bovenste gedeelte kan kantelen. Het ronddraaien van de molen zou gebeuren zoals al in eerdere blogberichten gezegd geweest is. De draaiing van de paal zal zorgen voor het aandrijven van de twee mechanismes langs binnen. Deze twee mechanismes welken allebei volgens het principe van het vorige blogbericht: 'Prototyping 03/10: eerste mechanisme (op en neer beweging)'. Door deze op en neer beweging juist af te stellen met maten kan men er voor zorgen dat het duw-mechanisme op zijn laagste punt is als het scharnier het dichtste bij het mechanisme is. Ook ka...

Als feedback op ons consult kregen we het volgende: Beginnen met berekeningen. Opsplitsen van de mechanismes. Als derde mechanisme een kanteling van het bovenstuk van de paal door een evenwichtssysteem met scharnier. Dimensionering  CAD beginnen Nadenken over materialen in functie van krachten. Het prototype moet niet gemaakt worden met de materialen die we in het echt zouden gebruiken, maar zouden deze zo mogelijk moeten benaderen. Beter geen terugtraprem gebruiken, maar het remmen laten gebeuren door een wrijvingssysteem op de as. Als reactie op de feedback zullen we volgende doelen nastreven: Deadline tegen vrijdag 19/10: Exploratie kantelsysteem Deadline vrijdag 19/10: Beslissing nemen over het kantelsysteem, verder uitwerken tijdens het weekend  Deadline maandagochtend 22/10: Uitwerking geheel (volledig) Deadline dinsdagavond 23/10: Dimensionering, materialen en berekeningen (gedeeltelijk)

Vanaf de presentatie hebben alle teamleden individueel nagedacht over een derde mechanisme. Doorheen de week bespraken we soms kort waar we mee bezig waren of als we ergens mee vast zaten. 1) Maud Het is de bedoeling om de stoeltjes nog eens apart te laten draaien. Het deel van het mechanisme dat er voor zorgt dat er uit de rotatie van de paal nog een rotatie ontstaat die om de zoveel tijd gebeurt dus niet constant heb ik al gevonden. Voor het overbrengen van deze rotatie naar de stoeltjes heb ik nog geen uitwerking. Het overbrengen via een koord gaat niet dus ik zit momenteel wat vast. Ik ben dus nu bezig met het zoeken naar een oplossing.  2) Lien Als we een draaiing aan de stoel willen geven zullen de touwen waaraan we momenteel dachten in de weg zitten. De op- en neerbeweging aan deze touwen zou alles ook vermoeilijken om tandwielen of iets dergelijks te implementeren. We zouden dus meer denken om de hele paal omhoog en omlaag te bewegen zoals te zien op onderstaan...

Het bepalen van constraints is zeer belangrijk voor de berekeningen, verhoudingen en realistische mogelijkheden voor ons speeltuig. Hieronder kan u onze belangrijkste constraints terug vinden waarmee wij zullen werken. (Deze constraints kunnen mogelijks nog veranderen maar dit zal steeds vermeld worden als reactie op dit bericht of aangevuld worden in dit bericht of weergegeven worden in een nieuw bericht op de blog.) Leeftijd kind(eren): 3 tot 6 jaar Maximale gewicht van één kind: 35kg Laagste niveau van zitvlak stoeltje t.o.v. de grond: 50cm Hoogste niveau van zitvlak stoeltje t.o.v. de grond: 150cm Kleinste afstand tussen kind en centrum paal: 100cm Grootste afstand tussen kind en centrum paal: 200cm

Op onze presentatie van 10/10 stelden we twee concepten voor: 1) Bij het eerste concept wordt de draaibeweging van de paal veroorzaakt door een tandwieloverbrenging en de op- en neerbeweging zou gegenereerd worden door middel van een mechanisme dat een rotatiebeweging omzet in een translatiebeweging. U kan meer lezen over dit concept in de blogberichten: 'Prototyping 03/10: eerste mechanisme (op en neer beweging)' en  'Prototyping 04/10: mechanisme beveiliging'. 2) Bij het tweede concept wordt de draaibeweging van de paal eveneens gegenereerd door een tandwieloverbrenging. De op- en neerbeweging wordt veroorzaakt door een vast punt en de rotatie van de paal. U kan meer lezen over dit concept in het blogbericht: 'Nieuw concept + prototyping 08/10'. Als feedback op onze presentatie kregen we het volgende:  Het tweede concept is het meest haalbaar.  Er moet nog een extra mechanisme worden geïmplementeerd.  Bij de mogelijkheid van slechts één kind in ...

Om de stoeltjes op een veilige manier op en neer te laten bewegen, hadden we reeds eerder bedacht om potentiële energie op te slaan in een veer en vervolgens te gebruiken om het kind omhoog te trekken. Onderstaande figuur geeft aan hoe de constructie van de speeltuinattractie er zou kunnen uitzien met een dergelijk mechanisme (rotatie – translatie) in combinatie met conische/haakse tandwielen.  Aan dit mechanisme zijn er echter enkele nadelen: Er moet rekening gehouden worden met de veerconstante. Een groot deel van de constructie zal zich ofwel onder de grond bevinden ofwel boven de     grond in de omgevingsruimte van de stoeltjes. Dit is niet efficiënt. De paal wordt op zijn geheel omhoog gestuwd door een piston. Op schaal kan dit mogelijk zijn, maar in werkelijkheid is de paal te zwaar voor de ouder. Het zou ook mogelijk zijn om alleen aan de kabels van de stoeltjes te trekken. De paal moet dan niet telkens omhoog gestuwd worden. Daarom ...

Na de consult van 03/10 besloten we om ons te focussen op het veiliger maken van ons speeltuig tot nu toe. Vanwege de grote potentiële energie (zie figuur 1) zouden de ouder en het kind zich kunnen bezeren. We bedachten dat deze potentiële energie zou kunnen opgeslagen worden in een veer. Deze opgeslagen energie zou onmiddellijk ook gebruikt kunnen worden om het kind terug omhoog te trekken. Figuur 1 In eerste instantie bedachten we dat we simpelweg een veer in de schacht van de staaf zouden kunnen plaatsen. Dit heeft echter als nadeel dat het kind niet of moeilijk alleen op het speeltuig zou kunnen klimmen. Ook zou de veer tegenwerken als het speeltuig in de foute positie gestart moet worden (zie figuur 2). Figuur 2 Omdat simpelweg een veer plaatsen in de schacht ook zorgde voor heel wat problemen besloten we om te kijken om de veer extern te op- en ontspannen. We werkten dit concept meer uit in prototype (zie figuur 3). Dit nieuwe veiligheidssysteem heeft de voordel...

Om de stoeltjes op en neer te laten bewegen werd gedacht om een mechanisme te gebruiken dat een rotatiebeweging omzet in een lineaire beweging zoals te zien is op bovenstaande figuur. Het mechanisme heeft 3 belangrijke onderdelen: een roterende schijf (vermoedelijk een tandwiel), een as die heen en weer schuift in een sleuf en een verbindingsstang die de delen samenvoegt. Als de schijf 180 graden verdraait (stap 1 tem 4), duwt de verbindingsas de as naar boven in de sleuf. Als de schijf nog eens 180 graden verder draait (stap 5 tem 6), beweegt de as terug naar beneden. In stap 1 tem 4 wordt potentiële energie opgebouwd, de stoeltjes gaan naar omhoog. De stoeltjes bereiken hun maximale potentiële energie op de top, vlak voor ze naar beneden bewegen. Eenmaal de stoeltjes terug beneden zijn (stap 6), is alle potentiële energie omgezet in kinetische energie. Voor de ouder zal het lastig zijn om de stoeltjes steeds naar omhoog te duwen en ze tegen te houden eenmaal ze naar beneden...

Een vraag die we bij het consult gingen stellen was of ons project uitgebreider moest aangezien we nu met 3 zijn. Dit is inderdaad het geval. Heel beknopt zou het mechanisme als volgt moeten zijn: beweging 1 -> overbrenging -> beweging 2 -> overbrenging -> eindbeweging. Het idee was om de draaibeweging van de molen en het op en neer bewegen van de stoelen te realiseren aan de hand van een combinatie van de volgende 3 principes (zie foto’s). Maar deze 2 bewegingen kunnen gemakkelijker gemaakt worden. Het onnodig moeilijk maken van het mechanisme zorgt alleen maar voor nadelen (wrijving,…). Hoe meer overbrengingen er gebruikt worden, hoe moeilijker het wordt. Een riem kan bijvoorbeeld hetzelfde. In de plaats van het mechanisme nutteloos langer te maken zouden we nu moeten focussen op een extra onderdeel erin te steken. Dit kan een vergrendelings- of koppelingssysteem zijn. Door de actie van afbeelding 1 wordt er potentiële energie ingeladen en deze kan/moet b...

In het begin van de tweede week kreeg onze groep een derde lid, Maud. We brachten haar op de hoogte van onze plannen en overlegde over samenkomst momenten. We spraken af om voor en na de consult van 3 oktober af te spreken om te werken aan onze presentatie voor 10 oktober. Tot die tijd zouden we individueel plannen uitwerken om het mechanisme op te bouwen en om de werking hiervan aan te tonen. Vragen voor de consult van 3 oktober:         Moeten we de moeilijkheidsgraad van ons mechanisme verhogen nu dat we een groep van drie zijn?         Zo ja: Heeft u een idee van welke soort extra beweging/mechanisme we kunnen toevoegen?         Kan er een PowerPoint gebruikt worden voor de presentatie op 10 oktober?