He Mats-vD en Luuk,

Goed dat jullie een hoofdvraag hebben! Wel een paar kanttekeningen.

• Maak het kleiner. Een hele prothesearm ontwerpen en bouwen is veel voor een PWS. Kies één onderdeel, bijvoorbeeld een hand die kan grijpen, of een elleboog die kan buigen.
• Maak de woorden meetbaar. Wat bedoelen jullie met “functioneel”, “veilig” en “betaalbaar”
• Bijvoorbeeld: een flesje van 500 g kunnen vastpakken, geen scherpe randen, materiaalkosten onder de €50. Dan kunnen jullie aan het eind testen of het gelukt is.
• Kies voor wie. Een prothese voor een kind of een volwassene, en welk deel van de arm mist? Zonder gebruiker is pasvorm en comfort lastig te onderzoeken.
• Medische eisen. Een echte medische goedkeuring halen lukt niet in een PWS. Richt je liever op de technische eisen die jullie zelf kunnen testen.
• Voeg ontwerp- en testvragen toe. Jullie deelvragen gaan nu vooral over literatuur. Bedenk ook deelvragen als: hoe testen we of ons ontwerp aan de eisen voldoet, en hoe kunnen we het verbeteren?

Tip: zoek eens naar e-NABLE. Dat is een groep die 3D-geprinte handprotheses ontwerpt, mooi als inspiratie.

Pas de hoofdvraag aan en laat maar weten wat jullie ervan maken!

Groet Splinther

Hoi Amelie, Jasper, Emille en Kirsten.

Mooi dat het nu beter gaat! Nu jullie de snelheid mogen kiezen, kan het model zich richten op de vlucht van het projectiel. De arm hoeft er niet in.

• Startwaarden: alles wat bij de start vastligt: snelheid, hoek, loslaathoogte, massa en afmetingen van het projectiel, een kleine tijdstap en de gegevens voor luchtweerstand (Binas). Splits de beginsnelheid in een horizontaal en een verticaal deel.
• Modelregels, in deze volgorde: krachten, versnelling, snelheid, plaats, tijd. Werk horizontaal en verticaal apart uit en let op welke kant de luchtweerstand op werkt.
• Voorwaarde: wanneer moet het model stoppen?
• Controle: draai eerst zonder luchtweerstand en vergelijk met jullie eigen berekeningen. Klopt dat, zet dan de luchtweerstand aan en probeer verschillende hoeken.
• Tegenwicht: met jullie gekozen snelheid kunnen jullie via energie terugrekenen hoe zwaar het tegenwicht moet zijn. Neem daarvoor een rendement aan en meet na de bouw hoe goed die aanname was.

Laat maar weten als er iets nog onduidelijk is of jullie hulp nodig hebben bij een vervolgstap!

Groet Splinther

Hoi Luuk,

Ik zou je zeker een beetje de goede richting op willen helpen. Ik heb dan wel eerst wat input van jou nodig, een iets duidelijkere richting en een hoofdvraag. Ga daar even over nadenken en kom dan bij mij terug. Dat oke?

Groet Splinther

He Kirsten,

Ik snap dan even niet helemaal wat jullie bedoelen. Je kan variabele alleen berekenen vanuit een uitgangspositie of een potentiele berekening. Kunnen jullie nog een keer duidelijk uitleggen wat jullie precies nodig hebben. Dan kan ik jullie op weg helpen met de berekeningen.

Groet Splinther

Hoi Jasper, Amelie, Emille en Kirsten,

Jullie hoeven niet alle variabelen vooraf te kennen. Meet de onbekende waarden en reken daarmee verder.

Zo kunnen jullie het aanpakken

• Energie als startpunt: De vallende tegenwicht verliest energie: E = m·g·h. Die energie gaat over in bewegingsenergie van de arm en het projectiel. Meet de massa en de valhoogte van de tegenwicht.
• Snelheid van het projectiel: Meet de worpafstand R en de worphoek θ. Zonder luchtweerstand geldt R = v²·sin(2θ)/g. Hieruit volgt v = √(R·g / sin(2θ)). Controleer dit met video-analyse in Coach 7.
• Rendement: Vergelijk ½·m·v² van het projectiel met de energie van de tegenwicht. De verhouding tussen die twee is het rendement van jullie trebuchet. Zo kunnen jullie ontwerpen met elkaar vergelijken.
• De slinger: Meet de trillingstijd T van de arm als je hem als slinger laat heen en weer gaan. Met T, de massa m van de arm en de afstand d van het draaipunt tot het zwaartepunt volgt de traagheid: I = m·g·d·T² / (4π²).
• Luchtweerstand: Reken eerst zonder luchtweerstand. Kijk daarna of hij bij jullie projectiel veel verschil maakt.

Snappen jullie nu welke richting ik op wil? Probeer het hier eens mee en laat mij weten waar jullie vastlopen dan kan ik julie daar verder helpen!

Groet Splinther

He Anna Sido,

Fijn dat het allemaal duidelijk is!

Korte beschrijvin van mijn project:
Wij moesten een robot programmeren die autonoom bepaalde taken moest verrichten in een bak met een zwarte vloer en houtte muren van ongeveer 20 cm hoog. Binnen deze bak moest de robot 3 verschillende witte stippen vinden en na deze 3 te hebben gevonden moest de robot automatisch uitgaan. Het moeilijke aan dit project was hoe je de robot de verschillende stippen liet vinden en hij niet 2 keer dezelfde zou vinden.
Is de opdracht zo een beetje duidelijk?

Groet Splinther

He Anna Sido

Leuke vragen! Per onderwerp vind je hieronder mijn antwoorden. Ik heb het allemaal even duidelijk proberen per vraag te ordenen en te beantwoorden zoals in jouw bericht.

1. Energieverbruik
Welke invloed heeft het gewicht van een robotarm op het energieverbruik?

Hoe zwaarder de arm, hoe meer energie hij kost. De motoren moeten de arm versnellen, afremmen en omhoog houden tegen de zwaartekracht in. Daarom maken fabrikanten armen van aluminium of holle gietstukken. Grote robots hebben vaak een veer of balanscilinder op de tweede as die een deel van het gewicht draagt. Een lichtere arm heeft wel een nadeel: hij buigt en trilt sneller, en wordt daardoor minder nauwkeurig. Het blijft dus een afweging.

Hoe kun je de bewegingen optimaliseren om minder energie te gebruiken?

Rustiger bewegen en niet onnodig wachten. Soepel versnellen en afremmen kost minder energie dan schokkerig bewegen. Een robot die snel beweegt en daarna stilstaat tot een andere machine klaar is, verspilt energie. Onderzoekers van de Chalmers-universiteit lieten robots daarom langzamer bewegen, zodat ze precies op tijd klaar waren. In tests op echte KUKA-robots scheelde dat tot 30% energie, zonder dat de robot langer over zijn taak deed.

Kunnen robots energie terugwinnen tijdens het afremmen?

Ja, maar vaak gebeurt dat nog niet. Bij afremmen werkt een elektromotor als dynamo en wekt hij stroom op. Meestal gaat die stroom verloren als warmte in een remweerstand. Sluit je meerdere robots aan op één gedeelde stroomkabel met een centrale opslag, dan kunnen ze die energie aan elkaar doorgeven. Tests met industriële robots lieten tot 20% besparing zien.

2. Duurzaamheid
Kunnen onderdelen van robots worden gerecycled of hergebruikt?

Ja, en hele robots worden zelfs vaak opgeknapt. De metalen delen (staal, aluminium, gietijzer) zijn goed te recyclen. Elektronica en kabels zijn lastiger. ABB koopt oude robots terug, haalt ze uit elkaar en knapt ze op. In 25 jaar hebben ze zo duizenden robots een tweede leven gegeven. ABB stelt dat een opgeknapte robot 75% van de CO2-uitstoot van productie bespaart vergeleken met een nieuwe. Let op: dat is hun eigen claim.

Worden onderdelen ontworpen met het oog op demontage en reparatie?

Grotendeels wel. Motoren, tandwielkasten en kabels zijn per as los te vervangen. Dat is ook nodig, want een robot gaat vele jaren mee en wordt onderweg meerdere keren gerepareerd. Juist daardoor kun je een robot helemaal uit elkaar halen en opknappen. Dit is ook een groot deel van de nakijkrubriek bij het vak robotica aan de TU Delft, dat heet maakbaarheid. Dit is dus geoogt op duurzaamheid.

3. Materiaalbehandeling
Hoeveel minder afval ontstaat door robotisering?

Daar bestaat geen algemeen getal voor. Het hangt sterk af van wat de robot doet. Het verschil zit vooral in nauwkeurigheid: een robot doseert lijm of lak elke keer precies even veel en maakt minder producten die weg moeten. Tip voor je verslag: zoek een concreet voorbeeld uit één sector, zoals lakstraten in de auto-industrie.

Kunnen robots defecten eerder detecteren?

Ja, met camera's en sensoren. Een robot zelf ziet geen fouten. Een camerasysteem kan wel elk product controleren, en een krachtsensor merkt als een onderdeel niet goed past. Robots bewaken ook hun eigen slijtage: als een motor meer stroom gaat gebruiken, wijst dat vaak op een onderdeel dat slijt.

Vermindert robotisering het aantal productiefouten?

Bij herhalend werk meestal wel. Een robot wordt niet moe en raakt niet afgeleid. Er is wel een kanttekening: zit er een fout in het programma, dan herhaalt de robot die bij elk product. Een mens merkt zoiets vaak sneller op. Op dit moment beginnen dit soort projecten op te komen maar wel alleen bij de simpelste taken door de kans op fouten die ik hierboven benoem.

4. Onderhoud en levensduur
Hoe wordt onderhoud aan industriële robots uitgevoerd?

Volgens een vast schema op basis van draaiuren. Vaste taken zijn het smeren van de tandwielkasten, het testen van de remmen, het controleren van kabels en het vervangen van de batterij die de positiegegevens bewaart. Hoe vaak je moet smeren verschilt per robot, meestal tussen 3.850 en 11.000 draaiuren. Steeds meer bedrijven kiezen voor voorspellend onderhoud: de robot meet zelf trillingen en stroomverbruik, zodat je onderdelen vervangt vlak voordat ze kapotgaan.

Hoe lang gaat een industriële robot gemiddeld mee?

Zo'n 12 tot 15 jaar. De internationale robotfederatie IFR rekent met 12 jaar. Een proefonderzoek suggereert dat het gemiddelde dichter bij 15 jaar ligt. Met goed onderhoud kan het veel langer: sommige ABB-robots zijn al meer dan 35 jaar in gebruik.

Welke onderdelen slijten het snelst?

De kabels in de pols en de tandwielkasten van de zware assen. De kabels in de pols buigen en draaien bij elke beweging. Op de tandwielkasten van de onderste drie assen staan de grootste krachten. Daarnaast moeten remmen, batterijen en het gereedschap aan het eind van de arm, zoals een grijper, regelmatig vervangen worden.

5. Eigen project
Hieronder heb ik een foto van mijn tweedejaars robotica project, als je hier nog meer vragen over hebt mag je ze natuurlijk stellen.

Ik heb wat onderzoek gedaan op internet, dus hierbij de bronnen daarvan!

• Chalmers-onderzoek naar energiezuinige robotbewegingen (IEEE, 2017): research.chalmers.se/en/publication/247684
• Energie terugwinnen bij robots (Riga Technical University): ortus0m.rtu.lv/science/lv/publications/16164
• Opknappen van robots door ABB: new.abb.com/news/detail/120075
• Levensduur van robots (IFR via Our World in Data): ourworldindata.org
• Smeerintervallen: robots.com/articles/grease-change-intervals-manufacturer-guidelines-vs-real-world-experience

Succes met je examen!

Groet,
Splinter

Hoi declanvd,

Leuk onderwerp! Helaas kunnen we jullie bij de TU Delft niet ontvangen voor deze metingen. Jullie kunnen het wel thuis of op school testen met een simpele driepuntsbuigproef:

1. Leg een strip aluminium over twee steunen (bijvoorbeeld twee houten blokjes) op een vaste afstand. (dit kan ook met meer steunpunten en meerdere emmers bijvoorbeeld)
2. Hang in het midden een emmer aan de strip en vul die langzaam met water of zand.
3. Weeg de emmer op het moment dat de strip breekt of een vaste doorbuiging bereikt. Meet de doorbuiging met een liniaal.

Een paar vragen om over na te denken:

Wat verwachten jullie bij onbehandeld 1050: breekt het, of buigt het alleen door? Wat meten jullie dan?
Hoe zorgen jullie dat het gallium echt contact maakt met het aluminium?
Hoeveel proefstukken per legering heb je nodig om een betrouwbaar verschil te zien?

Succes en als jullie vragen hebben hoor ik het graag!

Groet Splinther

He Kolk_Nout en Finn,

Klinkt alsof jullie de goede kant op gaan. Bij technasium aanvragen vervolgen we altijd met videogesprekken. Hieronder zal ik een paar data sturen en dan kunnen jullie kiezen welke uitkomt of met een tegenvoorstel komen!

Data:
Ma 12 okt om 17:30
Din 13 okt om 12:00
Do 15 okt om 18:00

Groet Splinther

Hoi Reda,

Als eerste excuses voor het late bericht! Ik kan zo niet 1,2,3 iemand bedenken. Ik ga even voor je rondvragen en kom er dan op terug. Dank voor je geduld.

Groet Splinther

He Anna Sido

Ik heb het bericht gezien wilde ik even laten weten. Ik wil er even de tijd voor nemen en er zal er ergens deze week of dit weekend naar kijken.

Groet Splinther

Beste Sven Boks, Marijn van den Bout, Quinten Fokkema, Ruben Stiefelhagen,

We hebben jullie technasiumexpertaanvraag ontvangen en ik zou jullie graag helpen met jullie opdracht.

Ik heb hiervoor een forumtopic aangemaakt, zodat we de communicatie overzichtelijk op één plek kunnen houden.

Korte samenvatting van jullie aanvraag:

• Onderwerp: Ontwerp een chuckbox: een draagbare en overzichtelijke opbergkist waarin alle benodigde kookspullen voor het kamperen gemakkelijk kunnen worden opgeborgen en meegenomen.
• Hoofdvraag: “Hoe kan er vóór 2 maart 2027 chuckbox ontworpen worden die voldoet aan de eisen van maximaal 60 x 40 cm, 10 kilogram en €200,-, en die door Nederlandse (auto)kampeerders als aantrekkelijk en functioneel wordt ervaren?”
• School: Christelijk Lyceum Delft Molenhuispad

Met vriendelijke groet,
Splinther van Rappard

He Eline,
Klinkt als een heel cool project. Qua informatiebronnen of onderzoeken van de TU Delft ben ik niet helemaal op de hoogte, alles wat er is gepubliceerd is zou je ook op internet moeten kunnen vinden. Dat ga ik niet voor jullie doen maar jullie zouden wel vragen over bepaalde stukken kunnen stellen.
Wat zouden jullie precies willen qua hulp? Als jullie dat duidelijk op een rijtje zetten kan ik wat gerichter helpen. Laat maar weten of dat zou lukken.
Groet Splinther

Anna Sido
He Anna,

Dit klinkt helemaal goed! Laten we het wel via het forum doen als jullie dat oke vinden! Dan kunnen andere mensen die geinteresseerd zijn ook meelezen. Stellen jullie de vragen maar duidelijk op in een bericht en dna zal ik hier op ant woorden in duidelijk format!

Mvg Splinther

Beste Thijs Daalhuizen,

We hebben jullie technasiumexpertaanvraag ontvangen en ik zou jullie graag helpen met jullie opdracht.

Ik heb hiervoor een forumtopic aangemaakt, zodat we de communicatie overzichtelijk op één plek kunnen houden.

Korte samenvatting van jullie aanvraag:

• Onderwerp: Profielwerkstuk
• Hoofdvraag: Hoe kan stofexplosie voorkomen worden in fabrieken?
• School: Christelijk Gymnasium Utrecht

Met vriendelijke groet,
Splinther van Rappard

Beste Finn Luijs,

We hebben jullie technasiumexpertaanvraag ontvangen en ik zou jullie graag helpen met jullie opdracht.

Ik heb hiervoor een forumtopic aangemaakt, zodat we de communicatie overzichtelijk op één plek kunnen houden.

Korte samenvatting van jullie aanvraag:

• Onderwerp: Wij moeten een kast maken waar fietsen (dit zijn fietsen voor kinderen van leeftijd 2 tot 6) in kunnen zodat zij kunnen leren fietsen en dan het trappen en stabiliteit aspect zonder druk van buitenaf, zoals het verkeer. Zij hebben hier al kasten voor, maar deze zijn niet in weerstand verstelbaar. Dit zorgt ervoor dat de kinderen erg licht trappen en dit is een probleem voor hun.
• Hoofdvraag: Maak een kast waar een fiets in past die in weerstand verstelbaar is.
• School: Bonhoeffer College

Met vriendelijke groet,
Splinther van Rappard

Beste Lars Hoppenreijs,

We hebben jullie technasiumexpertaanvraag ontvangen en ik zou jullie graag helpen met jullie opdracht.

Ik heb hiervoor een forumtopic aangemaakt, zodat we de communicatie overzichtelijk op één plek kunnen houden.

Korte samenvatting van jullie aanvraag:

• Onderwerp: PWS
• Hoofdvraag: spieractiviteit als input voor de aansturing van een mechanisch kniegewricht
• School: Pax Christi College

Met vriendelijke groet,
Splinther van Rappard

He Anna,

Ik het Splinther en studeer Werktuigbouwkunde, waarin ook robotica voorkomt. Wat had je precies in gedachte qua interview en hoelang zou het ongeveer duren?

Ik hoor graag van je.

Groet Splinter

Hoi Rayan, Berat, Pim,

Begin met zweven, voortstuwing komt later. Gebruik een elektromagneet (spoel om ijzeren kern, 12V, of een kant-en-klare trekmagneet) met een lineaire Hall-sensor (A1302/SS49E) er vlak onder, aangestuurd via een MOSFET (IRF520) met PWM vanaf de Arduino, niet direct, en met een aparte 12V-voeding voor de spoel. Bouw dit op door de elektromagneet vast te zetten op een frame met een klein magneetje eronder als zwevend object en de sensor daar net onder. Regel het met PID op basis van de Hall-waarde: begin met alleen P en voeg pas D toe bij oscillatie, dit kost de meeste tuningtijd. Voor de voortstuwing later kun je spoelen langs de baan aan- en uitschakelen zodra Hall-sensoren het magneetje voelen aankomen, zonder dat je een echte lineaire motor nodig hebt.

Groet Splinther

Hoi Eline en Lars,

Voor jullie doel: kies MyoWare (of een kloon).

De MyoWare doet gelijkrichting en filtering al op de module zelf, dus je krijgt een schone analoge spanning direct op de Arduino-pin. De Olimex shield is goedkoper maar rauwer, dat kost jullie extra tijd aan filteren die niet bijdraagt aan de onderzoeksvraag. Ook heeft MyoWare veruit de meeste tutorials voor Arduino.

Origineel kost ongeveer €35. Bij €10 per module kijk je naar klonen op AliExpress, die werken prima voor dit doel. Reken op twee tot drie weken levertijd.

Succes, als jullie nog meer vragen hebben laat maar weten.

Groet Splinther