Technisch ontwerp. Project: Mannequin hoofd. Bedrijf: Logi Concept

Technisch ontwerp Project: Mannequin hoofd Bedrijf: Logi Concept

Opleiding Mechatronica Enschede, 22 november 2013 Versie 0.2 Opgesteld door: Klas: EMT2A Roy Hogemans Jelle Maarse Twan Bongers Tim Pol

Groep: 5A 325754 326981 327777 326972

Technisch ontwerp

Project: Mannequin hoofd

Groep: 5A

pagina 2

Afkortingen Afkorting BoM COTS DoF NA HWBS PCB PSD TCD TPD

Omschrijving Bill of Materials Commercial of the Shelf Degree(s) of Freedom Not Applicable HardWare Breakdown Structure Printed Circuit Board Program Structure Diagram (software) Technical Construction Dossier Technical Product Dossier

Woordenlijst Term HardWare Breakdown Structure Technical Construction Dossier Technical Product Dossier Flow chart

Definitie Een hiërarchische lijst toont de relaties tussen alle tekeningen en schema's van de onderdelen en subonderdelen van de mechanische en elektrische apparatuur Alle documentatie beschrijft het ontwerp en de realisatie van een nieuw product Alle documentatie die nodig is om te (re) produceren van een bepaald ontwerp van een product Een schematische weergave van het verloop van de procedure

Verwijzingen Nummer [1] [2]

Auteur Groep 5A Groep 5A

Titel Project Plan (PP) Functioneel ontwerp (FO)

Laatst opgeslagen op 22 november 2013

Technisch ontwerp


Groep: 5A

pagina 3

Inhoudsopgave 1

Voorwoord ................................................................................................................................................................4

2

Technisch Constructie Dossier (TCD) ......................................................................................................5 2.1 Systeem ........................................................................................................................... 5 2.2 Mechanische berekeningen ............................................................................................ 6 2.2.1 Schatting plaatdikte montageplaat hoofd .......................................................... 6 2.2.2 Schatting plaatdikte platform ............................................................................ 6 2.2.3 Calculatie van de maximale massamiddelpunt veranderingen in x richting .... 7 2.2.4 Calculatie buis diameter van de benen .............................................................. 8 2.3 Elektrisch en elektronisch berekeningen .................................................................... 10 2.4 Software flow chart ....................................................................................................... 13 2.4.1 Initialisatie ........................................................................................................ 13 2.4.2 Hoofdprogramma ............................................................................................. 13 2.4.3 Demoprogramma ............................................................................................. 13

3

Technisch Product Dossier (TPD) ............................................................................................................14 3.1 Mechanisch .................................................................................................................... 14 3.1.1 Uitleg mechanisch platform ............................................................................. 14 3.1.2 Uitleg mechanisch ontwerp nek ....................................................................... 15 3.1.3 Bouwtekeningen van de nek mannequin .......................................................... 15 3.1.4 Onderdelen lijst ................................................................................................ 15 3.2 Elektrisch en elektronisch ............................................................................................ 16 3.2.1 E-Plan ................................................................................................................ 16 3.2.2 In en output lijst ............................................................................................... 16

4

Externe interfaces .............................................................................................................................................17 4.1 Mechanische interfaces ................................................................................................ 17 4.1.1 Constructie benen naar romp .......................................................................... 17 4.1.2 Constructie nek naar romp .............................................................................. 17 4.2 Software interface ......................................................................................................... 18

Bijlage 1

Mechanisch werktekeningen ...................................................................................................... 19

Bijlage 2

Mechanische BOM .............................................................................................................................23

Bijlage 3

Elektrische BOM.................................................................................................................................. 24

Bijlage 4

E-Plan.........................................................................................................................................................25

Bijlage 5

Software flow chart ..........................................................................................................................27


Technisch ontwerp


Groep: 5A

pagina 4

1 Voorwoord In dit document wordt het volledig product beschreven. De keuze van de componenten wordt onderbouwd met berekeningen en uitleg. Om het product te kunnen maken zijn werktekeningen en bedrading schema’s getekend. Introductie van het project Het project mannequin is opgedeeld in twee opdrachten. Voor de eerste opdracht moet de nek van de mannequin kunnen knikken en roteren. De tweede opdracht is het realiseren van een platform, waarop de mannequin stabiel moet kunnen staan. Dit project wordt uitgevoerd in twee kwartielen en in 16 weken voltooid. Overzicht van het document In dit document worden de technische aspecten van het project beschreven. Dit gebeurt aan de hand van de volgende hoofdstukken: -

Hoofdstuk 2: Technisch Constructie Dossier (TCD) Hierin worden de volgende onderdelen behandeld: - Technisch blokdiagram - Berekening buisdiameter van het platform - Berekening koppel van de motoren - Software flow chart

-

Hoofdstuk 3: Technisch Product Dossier (TPD) Hierin staan werktekeningen om het product te kunnen realiseren. Dit bestaat uit de volgend onderdelen: - 2D werktekeningen - Onderdelenlijsten (BOM) - Elektrische schema’s - I/O lijst

-

Hoofdstuk 4: Externe interfaces In dit hoofdstuk worden de afspraken met andere projectgroepen beschreven. Daarnaast worden interfaces richting de gebruiker beschreven.


Technisch ontwerp


Groep: 5A

pagina 5

2 Technisch Constructie Dossier (TCD) In het technisch constructie dossier wordt het technisch blokdiagram toegelicht. Het koppel van de motor en de buisdiameter van het platform zijn berekend.

2.1 Systeem Deze paragraaf beschrijft alle informatie die te maken heeft met het systeem van de nek. Dit wordt toegelicht aan de hand van een technisch blokdiagram. Technisch blokdiagram Het functionele blokschema wordt vertaald naar een diagram met de werkelijke mechanische en elektrische hoofdcomponenten. Deze hoofdcomponenten worden in figuur 1 weergegeven. Hieronder de toelichting van figuur 1. Voeding: Het systeem bevat twee voedingen; een 230 volt voeding voor de hoofdcomputer met bijbehorende randapparatuur en een 12 volt voeding voor de motoren. Computer: De computer geeft een signaal aan de USB2Dynamixel controller. Op deze computer staat LabVIEW geïnstalleerd. LabVIEW is een programmeeromgeving die ervoor zorgt dat de computer een digitaal signaal stuurt naar de USB2Dynamixel. USB2Dynamixel: De USB2Dynamixel is een omvormer die de signalen van de computer omvormt naar RS-232. Dit signaal kan worden gelezen door de Dynamixel. Motoren: De motoren zorgen voor de mechanische bewegingen.

Figuur 1 - Technisch blokdiagram


Technisch ontwerp


Groep: 5A

pagina 6

2.2 Mechanische berekeningen De kritische onderdelen en afmetingen worden in dit hoofdstuk berekend. Het plaatmateriaal wordt naar inzicht geschat op diktes.

2.2.1 Schatting plaatdikte montageplaat hoofd Het hoofd wordt gemonteerd op een plaat van 1,5 mm dik met een gezette rand. De stijfheid van de plaat is dusdanig groot dat de puntbelasting minimaal invloed heeft.

2.2.2 Schatting plaatdikte platform Voor de plaatdikte van het platform wordt een 2mm dikke plaat gebruikt. Deze keuze is gebaseerd op ervaring. Om te zorgen dat het platform niet kan torderen, is aan de randen een dubbele zetting gemaakt.


Technisch ontwerp


Groep: 5A

pagina 7

2.2.3 Calculatie van de maximale massamiddelpunt veranderingen in x richting Het platform moet voor voldoende stabiliteit zorgen, zodat de mannequin niet ter val kan komen. Om voldoende stabiliteit te verkrijgen zal het massamiddelpunt van de mannequin binnen de steunpunten van het platform moeten liggen. Om het massamiddelpunt te bepalen zijn alle onderdelen van de mannequin gewogen. De andere projectgroepen hebben inschatting gemaakt van het gewicht van hun deelsysteem. De mannequin wordt het meest belast in voorover gebogen houding. De houding is met bijbehorende krachten schematisch weergeven in Figuur 2. Uit de weergave zijn alle gegevens te herleiden om het massamiddelpunt te bepalen.

Arm

Onderlichaam

Torso

Massamiddelpunt

Platform

Figuur 2 - Tekening krachten


Technisch ontwerp


Groep: 5A

pagina 8

De gegevens zijn uitgewerkt in Tabel 1. Met de waarden uit de tabel zijn de onderstaande formules in te vullen. Deze formules geven de (x,y) richting van het massamiddelpunt weer. Tabel 1 Overzicht van de krachten en de bijbehorende lengtes

̃

̃

̃

̃

A

42,56

0

700

0

29792

B

135,00

74

-20

9990

-2700

C

47,56

14553

63112

D

52,20

33669

70940

∑

277,32

58212

161144

-

̅

̅

-

̃

̃

Nu blijkt dat het platform in statische toestand minimaal 210mm lang moet zijn. Echter de mannequin is dynamisch, dit veroorzaakt extra krachten. De afmeting 210mm zal niet voldoen, daarom wordt voor het uiteindelijke ontwerp gekozen voor grotere afmetingen.

2.2.4 Calculatie buis diameter van de benen De mannequin haalt de stabiliteit uit het platform, door middel van twee buizen die verwerkt zijn in de benen van de mannequin. De buizen moeten alle krachten die op de mannequin worden uitgeoefend kunnen weerstaan. Daarbij moeten ze voldoende stijf zijn. De schets geeft een overzicht van de verschillenden momenten die werken op het onderlichaam (zie Figuur 2). De aangenomen waarden die relevant zijn voor het project. 

lengte van de buis:



Elastisiteitsmodules van de buis:



Verplaatsing van de top van de buis onderinvloed van het moment:



De maximale uitwendige buisdiameter:

Het moment dat wordt uitgeoefend op het onderlichaam is berekend op basis van de gewogen onderdelen van de mannequin. Deze informatie is afkomstig van de project groepen. ∑

De algemene formule voor de doorbuiging van een statisch belaste balk:


Technisch ontwerp


Groep: 5A

pagina 9

In de constructie wordt het moment verdeeld over twee buizen, daarom wordt het moment gedeeld door twee.

De formule voor oppervlakte traagheidsmoment (I) is alsvolgt beschreven:

De minimale binnendiameter van de buis:

Uit de berekening blijkt dat twee buizen nodig zijn met een uitwendige diameter van 30mm en een inwendig diameter van 28,5mm of kleiner. De buizen bieden dan voldoende weerstand tegen doorbuiging.


Technisch ontwerp


Groep: 5A

pagina 10

2.3 Elektrische en elektronische berekeningen In deze paragraaf wordt de definitieve motorkeuze gemaakt. Keuze van de motoren In de nek worden twee bewegingen gerealiseerd, een horizontale bewegingen en een verticale beweging. Om deze bewegingen te realiseren moeten twee actuatoren toegepast worden, hiervoor worden twee rotatiemotoren gebruikt. Deze motoren zullen door middel van een servoregeling aangestuurd worden. Om de types van de motoren te kunnen bepalen wordt aan de hand van de te leveren koppels een berekening uitgevoerd. Omdat de motor die de verticale beweging moet aandrijven de meeste kracht moet leveren wordt deze berekend. Om eenheid te houden in het te leveren product, wordt voor de horizontale beweging dezelfde motor gebruikt als voor de verticale beweging. De volgende waarden zijn van belang om het juiste type motor te kunnen bepalen: Maximale snelheid Maximale versnelling Dynamisch koppel Statisch koppel Totale koppel Maximale snelheid De snelheid van de beweging ligt tussen de 30 en 60 graden per seconden. Door hier tussenin te gaan zitten komt de snelheid op 45 graden per seconden (graden/s). Om dit toe te passen in de formules moet de waarde omgerekend worden naar rotaties per minuut (RPM). ⁄

(

)

(

)

Maximale versnelling De maximale versnelling is eenvoudig te berekenen aan de hand van de maximale snelheid en de tijd die nodig is om deze maximale snelheid te bereiken. De maximale snelheid is 7.5 RPM. De tijd om op deze snelheid te komen is vastgesteld op 0.5 seconden. Dit betekent dat de maximale versnelling volgens onderstaande formule berekend kan worden. (

)

(

)

Massatraagheid Om het dynamisch en statisch koppel te kunnen berekenen moet eerst de massatraagheid van het hele systeem berekend worden. De massatraagheid wordt uitgedrukt met de letter J. De J is afhankelijk van de vorm van het voorwerp, omdat een bol het meest lijkt op de vorm van het hoofd van de mannequin wordt deze in onderstaande berekening gebruikt. De aangenomen massa (M) van het hoofd is één kilogram. De straal van het hoofd is 0.11 meter. ( )


( )

Technisch ontwerp


Groep: 5A

pagina 11

Statisch koppel Het statisch koppel is het koppel dat geleverd wordt tijdens de constante beweging. Hiervoor wordt onderstaande berekening gebruikt. De r in deze formule is de horizontale afstand (in meters) tussen het massa middelpunt van het hoofd en het scharnierpunt. Dit is weergegeven in afbeelding Figuur 3.

Afstand r Massa middelpunt

Scharnierpunt

Figuur 3 - Statisch koppel

Dynamisch koppel Het dynamisch koppel is het extra koppel dat bij het statisch koppel opgeteld wordt om de motor van stilstand naar zijn maximale toerental te brengen. Met onderstaande berekening wordt het dynamisch koppel berekend. In deze berekening wordt vanuit gegaan dat de motor binnen een halve seconden (∆t) op zijn maximale snelheid is. (

) (

)

(

) (

)

Totaal benodigd motor koppel Het totaal benodigd koppel wordt uitgerekend door het statisch koppel en dynamisch koppel bij elkaar op te tellen. Definitieve motor keuze Met de bovenstaande waarden kan de motor die de verticale beweging aandrijft bepaald worden. Deze motor moet een koppel van 0.988 Nm kunnen leveren met een maximale snelheid van 7.5 RPM en een maximale versnelling van 15 RPM/s2. De Dynamixel AX-12A voldoet aan de berekende specificaties. Voor de horizontale beweging in de nek kan dezelfde motor gebruikt worden als voor de verticale beweging. Deze motor moet alleen een draaimoment leveren om het hoofd te roteren. Hierdoor blijft het te leveren koppel ver onder de 1,5 Nm. De Dynamixel motor is voorzien van een servoregeling en kan functioneren op een spanning van 12 volt. De maximale benodigde stroom is 1,8 ampère voor de complete beweging van de nek. Omdat de motor op die waarden een snelheid heeft van 59 RPM zal de motor in snelheid terug geregeld moeten worden, zodat de benodigde 7,5 RPM bereikt wordt. In de Tabel 2 zijn de exacte specificaties van de motor te vinden.


Technisch ontwerp


Tabel 2 - Specificaties Dynamixel AX-12A

AX-12A Statistieken Operating Voltage Stall Torque No-load Speed Weight Size Resolution Reduction Ratio Operating Angle Operating Voltage Max Current Standby Current Operating Temp Protocol Module Limit Com Speed Position Feedback Temp Feedback Load Voltage Feedback Input Voltage Feedback Compliance/PID Material Motor Manual Controller List

12V 15.3 kg·cm 212 oz·in 59 RPM 0.169sec/60° 55g 32 x 50 x 40 mm 0.29° 1/254 300° or Continuous Turn 9-12V (Recommended Voltage 11.1V) 900 mA 50 mA -5°C ~ 85°C TTL Half Duplex Async Serial 254 valid addresses 7343bps ~ 1Mbps Yes Yes Yes Yes Yes Plastic Gears and Body Cored Motor AX-12A manual Arbotix Robocontroller USB2Dynamixel CM-530 CM-700 CM-5 CM2+


Groep: 5A

pagina 12

Technisch ontwerp


Groep: 5A

pagina 13

2.4 Software flow chart In deze subparagraaf wordt de software behandeld die gebruikt wordt om de nek van de mannequin te laten bewegen. De software is opgebouwd uit drie subprogramma's: In de initialisatie wordt het hoofd naar zijn homingspositie gezet zie bijlage 5 (Figuur 22 - Initialisatie programma). Tijdens het hoofdprogramma volgt het systeem de signalen van de bestuurder zie bijlage 5 (Figuur 23 – Hoofdprogramma). In het demoprogramma gaat het systeem autonome bewegingen uitvoeren zie bijlage 5 (Figuur 24 – Demoprogramma).

2.4.1 Initialisatie Door de resetknop in te drukken begint de reset cyclus van het positioneren van de nek naar zijn homingspositie. Dit is weergegeven in de flow chart in bijlage 5 Figuur 22 - Initialisatie programma. Dit gebeurt in de volgende stappen: 1) Wacht 2 seconden 2) Verticale beweging gaat naar zijn homingspositie 3) Horizontale beweging gaat naar zijn homingspositie 4) Initialisatieprogramma gereed ga naar hoofdprogramma

2.4.2 Hoofdprogramma Het hoofdprogramma wordt actief door op start te drukken. Als het hoofdprogramma actief is, is het hoofd te bedienen met de knoppen. De knoppen om het hoofd te bedienen zijn driewegschakelaars. Op het userinterface staat links, rechts, omhoog of omlaag. Wanneer de knop niet wordt bediend, geldt dit als de middelste stand van de driewegschakelaar. Na 1 minuut inactiviteit zal het hoofdprogramma een demoprogramma doorlopen (zie volgende subparagraaf 2.4.3). Dit is weergegeven in de flow chart in bijlage 5 Fout! Verwijzingsbron niet gevonden.. Het hoofd wordt bediend met de volgende stappen: 1) Startknop indrukken 2) Noodstop niet ingedrukt 3) Schakelaar 1 heeft 3 mogelijkheden: - Links - Middenstand (geen actie ondernemen) - Rechts 4) Schakelaar 2 heeft 3 mogelijkheden: - voorover - Middenstand (geen actie ondernemen) - achterover

2.4.3 Demoprogramma Basis regel bij het demoprogramma is, dat bij bediening van de knoppen het hoofdprogramma weer actief wordt. Het demoprogramma doorloopt een standaard cyclus. Het herhaald de volgende zes stappen continu. Zoals weergegeven in bijlage 5 Figuur 24 – Demoprogramma. 1) Ga naar homingspositie 2) Motor horizontaal naar links 3) Motor horizontaal naar recht 4) Motor naar homingspositie 5) Motor omlaag 6) Motor naar homingspositie


Technisch ontwerp


Groep: 5A

pagina 14

3 Technisch Product Dossier (TPD) Deze paragraaf definieert alle documenten die nodig zijn om het product of systeem te produceren.

3.1 Mechanisch In deze paragraaf worden alle mechanische onderdelen van de mannequin weergegeven en beschreven. Door middel van duidelijke 2D tekeningen zijn de onderdelen te realiseren. Deze 2D tekeningen zijn gemaakt met behulp van het programma SolidWorks. De 2D tekeningen staan weergegeven in bijlage 1 in de figuren 8 tot en met 16.

3.1.1 Uitleg mechanisch platform De buizen die te zien zijn in Figuur 4Figuur 4 Platform samenstelling totaal zitten vast in de benen van de mannequin. Vanaf de onderkant gezien zit op 60 mm een flens gelast (zie Figuur 5). Deze flenzen wordt door middel van een boutverbinding aan het platform bevestigd. In de onderste flens die vast gelast zal worden aan het platform zit schroefdraad om de buizen vast te kunnen bouten aan het platform. Figuur 4 - Platform samenstelling totaal

De buizen worden versterkt aan de onderkant door middel van een koker. In deze koker zitten proppen gelast waar de buizen ingeschoven kunnen worden. Deze constructie geeft zo een solide geheel, is veilig voor transport en klaar om de bewegingen van de mannequin op te vangen.

Bokwiel

Aan de achterzijde van het platform (zie Figuur 4) zitten bokwielen bevestigd, waardoor het platform verplaatsbaar is. Om het platform te kunnen verplaatsen zal deze naar achteren worden getrokken.

Figuur 5 – Close up verbinding platform


Technisch ontwerp


Groep: 5A

pagina 15

3.1.2 Uitleg mechanisch ontwerp nek De constructie voor het aandrijven van de nek is afgebeeld in Figuur 6.

Plaat 3

De onderste plaat (plaat 1) in Figuur 6 zorgt voor de bevestiging in het lichaam van de mannequin. Deze plaat wordt ter hoogte van de schouders in de romp gelijmd. Deze stalen plaat heeft een dikte van 1,5 mm. Plaat 2 Hier bovenop is een gezette stalen plaat (plaat 2) van 2 mm dik bevestigd. Deze plaat is makkelijk los te maken door middel van vleugelbouten. Aan plaat 2 zijn de motoren bevestigd. In de platen 1en 2 zit een uitsparing die de rotatie beperkt. Ook kunnen door deze uitsparing de kabels voor de motoren worden aangesloten. De twee motoren kunnen door middel van de meegeleverde koppelstukken Plaat 1 aan elkaar worden gekoppeld. Door deze motoren haaks op elkaar te plaatsen kan plaat 3 zowel kantelen als roteren. Figuur 6 - 3D tekening nek De bovenste 2 mm dikke stalenplaat (plaat 3) is bevestigd aan de bevestigingsbeugel van de bovenste motor. Deze plaat zorgt voor de bevestiging aan het hoofd. De plaat heeft ongeveer de vorm van het hoofd en kan door middel van een lijmverbinding bevestigd worden. De totale constructie heeft een hoogte van 12 centimeter en een breedte van 7 centimeter. Door deze compacte afmeting kan het geheel mooi weggewerkt worden in de nek.

3.1.3 Bouwtekeningen van de nek mannequin Voor alle onderdelen die in eigen beheer gefabriceerd worden zijn 2D tekeningen gemaakt. Deze 2D tekeningen zijn voorzien van alle informatie die nodig is om de nek van de mannequin te realiseren. De 2D bouwtekeningen tekeningen zijn te vinden in bijlage 1.

3.1.4 Onderdelen lijst Voor het realiseren van het platform en de nek van de mannequin zullen meerdere onderdelen besteld moeten worden. Deze onderdelen en de specificaties van deze onderdelen zijn omschreven in de lijst: bill of materials (BOM). Deze lijst is te vinden in bijlage 2.


Technisch ontwerp


Groep: 5A

pagina 16

3.2 Elektrisch en elektronisch In deze paragraaf wordt de verwerking en manier van aansluiten van de verschillende elektronische componenten behandeld. De specificaties van de onderdelen zijn omschreven in de bill of materials (BOM). Deze lijst is te vinden in bijlage 3.

3.2.1 E-Plan Een E-plan tekening is gemaakt voor de schematische weergave van de elektronische componenten. In dit schema is eenvoudig te herleiden hoe de verschillende componenten zijn aangesloten (zie bijlage 4).

3.2.2 In en output lijst De input van de software staat vermeld in Tabel 3 Inputlijst. Deze ingangen zijn knoppen op het user interface van het LabVIEW programma. De software verwerkt deze gegevens en stuurt een signaal naar de motoren waarna deze gaan draaien. De outputlijst is weergegeven in Tabel 4. Tabel 3 Inputlijst

Functionele ingangen Aan/Uit knop Reset knop Hoofd gaat naar links of rechts Hoofd gaat naar boven of beneden Noodstop Positie inlezen

Ingangen besturingseenheid Schakelaar op user interface Schakelaar op user interface Schakelaar op user interface Schakelaar op user interface Schakelaar op user interface Terugkoppeling encoder

Tabel 4 Outputlijst

Functionele uitgangen Motor 1 omhoog Motor 1 omlaag Motor 2 omhoog Motor 2 omlaag


Uitgangen besturingseenheid USB-Poort USB-Poort USB-Poort USB-Poort

Technisch ontwerp


Groep: 5A

pagina 17

4 Externe interfaces Deze paragraaf definieert alle externe interfaces van het systeem dat wordt ontworpen. Hierin staat ook hoe de andere systemen zijn bevestigd aan ons systeem.

4.1 Mechanische interfaces In dit hoofdstuk worden de mechanische interfaces beschreven die gekoppeld moeten worden aan de andere projectgroepen. Ten eerste wordt beschreven hoe het mechanische gekoppeld wordt van de romp naar de benen. Ten tweede wordt beschreven hoe de nek aan romp wordt bevestigd. Als laatste beschreven hoe de ruimte in de schouder wordt opgevuld.

4.1.1 Constructie benen naar romp De bevestiging van de bovenkant van de benen naar de romp wordt door een andere projectgroep uitgevoerd. Hierbij is overlegd dat onze buizen die in de benen van de mannequin zitten bij het kruis ophouden. In deze buizen komt schroefdraad, zodat de constructie van de andere groep hierop bevestigd kan worden.

4.1.2 Constructie nek naar romp Met de plaatsing van de nek wordt rekening gehouden met twee andere projectgroepen namelijk, de groep van de armen en beweging van de romp. Afspraak 1 groep met de armen. De groep van de armen maakt de motoren aan de binnenkant van de schouder. Omdat de constructie van de nek op dezelfde lijn ligt als de motoren van de schouder kan dit problemen veroorzaken. Afgesproken met deze groep is dat zij tussen de motoren die beginnen in de schouder een ruimte van 100 mm vrijhouden. Deze ruimte kan gebruikt worden voor de motoren van de nek. Afspraak 2 groep met beweging van de romp. De groep van de romp zorgt ervoor dat de romp van de mannequin stevig aan het frame wordt bevestigd. Dit zodat de motoren van de nek aan het romp vast gelijmd kunnen worden. Daarnaast houden zij voldoende ruimte over voor de montage van de nek.


Technisch ontwerp


Groep: 5A

pagina 18

4.2 Software interface De software interface wordt weergegeven in Figuur 7. Aan het lampje stand-by is te zien dat de mannequin spanning heeft en actief is. Voordat de mannequin bediend kan worden, moet deze eerst naar zijn homingspositie gebracht worden. Nadat het resetten goed is verlopen, licht het led lampje initialisatie voltooid op. Zodra de start knop is ingedrukt en het led lampje start oplicht, is de mannequin te bedienen. Met de knoppen omhoog, omlaag, links en rechts zal de mannequin bestuurbaar zijn. De demo stand zal actief worden na één minuut inactiviteit van de mannequin en het led lampje demo actief zal oplichten. De noodstop is ten alle tijden te bedienen. De mannequin zal onmiddellijk stoppen met de opdracht die hij aan uitvoeren is.

Figuur 7 - Software interface


Technisch ontwerp


Groep: 5A

pagina 19

Bijlage 1 Mechanische werktekeningen In de figuren 8 tot en met 16 zijn 2D tekeningen weergegeven van het platform en de nek.

Figuur 8 - Platform

Figuur 9 - Platform uitslag


Technisch ontwerp


Figuur 10 - Platform koker

Figuur 11 - Platform buis

Figuur 12 - Platform buis


Groep: 5A

pagina 20

Technisch ontwerp


Figuur 13 - Assembly nek

Figuur 14 - Montageplaat nek

Figuur 15 - Montageplaat motoren


Groep: 5A

pagina 21

Technisch ontwerp


Figuur 16 - Montageplaat romp


Groep: 5A

pagina 22

Technisch ontwerp


Groep: 5A

pagina 23

Bijlage 2 Mechanische BOM In onderstaande lijst staan alle onderdelen die worden gebruikt voor het mechanisch realiseren van de mannequin. Groep naam: 5A (EMT2A) Datum: 28-10-2013 Prijzen zijn exclusief BTW Artikelen: Bedrijf

Aantal

Prijs/stu k.

Prijs/tota al

Montage Dynamixel F2

€1.49

€1.49

Montage Dynamixel F3

€1.49

€1.49

10 Minuten Epoxy (set van 2 componenten) 50ml

€5,20

€5,20

Klittenband 2m

€7.83

€7.83

Artikelnr. Nek mannequin

1 2

Trossen robotics Trossen robotics

1 1

3

Carbonwin kel

1

4

Conrad

1

RO-9030036-001 RO-9030037-001 http://ww w.carbonw inkel.nl/nl /lijmen/55 44451010minutenepoxy-setvan-2componen ten.html 530956 89

Nek Mannequin totaal Excl. BTW

5

Conrad

1

534632 89

6

Kwd sport

1

6178

2

http://ww w.zwenkwi elen.net/M eubelBokwielzwart-wiel38-mm

7

Zwenkwie len.net

Platform Fibox ABS-behuizing Tempo TA342912 ABS (l x b x h) 344 x 289 x 117 mm Grijs (RAL 7035) Masita Sporttas met schoenenvak Argentina

Meubel Bokwiel zwart wiel 38 mm

€16.01

€44.21

€44.21

€21

€21

€3,35

€6,70

Platform totaal Excl. BTW

€71,91

Totaal Excl. BTW

€87.92


Technisch ontwerp


Groep: 5A

pagina 24

Bijlage 3 Elektrische BOM In onderstaande lijst staan alle onderdelen die worden gebruikt om de mannequin te bouwen, inclusief de kosten exclusief BTW. Groep naam: 5A (EMT2A) Datum: 28-10-2013

Prijzen zijn exclusief BTW Artikelen: Bedrijf

Aantal

Prijs/stu k.

Prijs/tota al

Aandrijfservo Dynamixel A12

€33,07

€66,14

USB2Dynamixel adapter

€36,13

€36,13

Artikelnr. Eletrische BOM

1 2

Trossen robotics Trossen robotics

2 1

RO-9020003-001 RO-9020032-000

Totaal elektrisch BOM excl. BTW


€102,27

Technisch ontwerp


Groep: 5A

pagina 25

Bijlage 4 E-Plan -

In In In In In

Figuur Figuur Figuur Figuur Figuur

17 18 19 20 21

- Voeding (Schema voeding van de computer en transformator) - Computer (Schema computer in en output) - USB2Dynamixel (Schema in en output USB2Dynamixel naar motoren) – Motoren (Schema bedrading motoren) - Noodstop (Noodstop van het systeem)

Figuur 17 - Voeding

Figuur 18 - Computer


Technisch ontwerp


Figuur 19 - USB2Dynamixel

Figuur 20 – Motoren

Figuur 21 - Noodstop


Groep: 5A

pagina 26

Technisch ontwerp


Bijlage 5 Software flow chart

Figuur 22 - Initialisatie programma


Groep: 5A

pagina 27

Technisch ontwerp


Figuur 23 - Hoofdprogramma


Groep: 5A

pagina 28

Technisch ontwerp


Figuur 24 – Demoprogramma


Groep: 5A

pagina 29

Technisch ontwerp. Project: Mannequin hoofd. Bedrijf: Logi Concept

Recommend Documents