Het uiteindelijke resultaat

De thrust motor met de windtunnel eromheen

Testen van het kanon

Het uiteindelijke werkende kanon

De eerste drijftest: geslaagd

Foto met testlocatie op de actergrond

De eerste hoverende test

De hover repareren op de pitstop 

Krachten berekenen

Boutberekening van de thrust

Berekening D en M lijnen van :beugel thrustmotor

Doorbuiging berekend van de: beugel thrustmotor
Een minimal doorbuiging van 0,0095 mm als resultaat.

Opgave 6.14 Hieronder uitgewerkt.

Uitwerking opgave 6.14

Opgave 6.24 uitwerking hieronder:

Berekening, Dlijnen en Mlijnen

VLS 6.15

Uitwerking 6.15

Test thrust motor

Vandaag waren we zo ver in de bouw dat we onze thrust konden gaan testen. Deze deed het zelfs zo goed dat de hovercraft zelfs zonder lift vooruit kwam! Dit lijkt zo op het eerste gezicht overgedimensioneerd maar dit is het niet. Als er rekening gehouden wordt met golven en tegenwind is dit een goede keus geweest.
Hieronder een filmpje van deze test:

De bouw is begonnen...

De bouw van de hovercraft is van start gegaan. In deze week moet hij tot in het detail geproduceerd worden. Hieronder staan foto's die het verloop van het project weergeven. Onder de foto's zal een toelichting staan van het component. 

De montage van de luchtkoker: popnagels:

Lift-motor steun.

Een rib: nu nog als plaatje en zonder gaten.

Links: Een 2D tekening van het verbindingsstuk tussen de lift-motor en lift-propellor. 

Rechts: De uitvoering hiervan.

Voor het laden van de bal in het kanon hebben we voor een servo gekozen om 3 redenen:
1. Erg betrouwbaar
2. Prijs is erg laag
3. Goed programmeerbaar

Servo uit ( de bal kan nu door rollen).

Servo in (de ballen worden nu tegengehouden).

2 lichten voor de mens-product interactie. 

De bouw kan beginnen...

Het model is nu zo goed als afgerond in SolidWorks gemodelleerd. We kunnen nu dus beginnen aan de bouw. Op de foto's hieronder is te zien hoe verschilldende onderdelen uit de hovercraft ontworpen zijn. Onder elke foto staat een toelichting van het onderdeel:

Deze beugel zit in de luchtkoker, hieraan wordt de thrust motor bevestigt. Tevens dient deze steun voor stevigheid van de luchtkoker.

Deze rib zorgt voor het sandwich-effect tussen de boven- en de onderplaat. Dit onderdeel wordt 6x gebruikt.

Dit is de luchtkoker. Deze zorgt ervoor dat de lucht gebundeld wordt en gericht kunnen worden gebruikt. 

De bovenplaat. Op deze plaat wordt alles gemonteerd, vandaar het materiaal aluminium.

Dit is de onderplaat, deze zorgt ervoor dat de lucht goed verdeeld wordt in de rok, tevens helpt deze mee samen met de ribben aan het sandwich-effect. 

Deze 'dop' zit voor de thrust-propellor. Door de bolling hierop wordt de lucht goed verdeeld.

3D naar 2D

In de les van Steven Bouwens en Bert Velreads hebben we een oefening gedaan waar we bematingen geleerd hebben. Iedereen moest de zelfde opdracht doen, als je klaar was moest je de oefening ruilen met de buurman. Dan was het de bedoeling dat we elkaars opdracht nakeken en daarna verbeteren. De verbeterde versie staat hieronder.
In het project van de bouw van de hovercraft zijn er nog een aantal 2D tekeningen bijgekomen, ook die staan hieronder gepubliceerd. Deze reeks zal in de loop van de week nóg aangevuld worden.

Middenrib voor bevestiging motor en versteviging van luchtkolom.

Boven en onderrib ter versteviging van luchtkolom.

Tussen de as van de motor en proppelor zat speling: dit was de oplossing.

Dit busje verbind de lift propellor met de lift motor d.m.v. inbusjes in de twee gaten.

2D tekening

Knik

In diezelfde les als tensigrity hebben we gerekend aan kink. We moesten een proefje doen met een rietje. Uit de formule:   kan afgeleid worden dat de lengte een grote rol speelt bij knik. Hoe langer het rietje was hoe minder kracht er moet worden gezet om het te laten knikken.

Om dit aan te tonen moest er natuurlijk een proef gedaan worden. Om een goed proef te vinden hebben we eerst wat deskresearch gedaan. We kwamen deze afbeelding (afbeelding 1) tegen en die hebben we dus ook in onze proef proberen na te bootsen.

We hadden een opstelling gemaakt om een zo nauwkeurig mogelijk een verticale beweging uit te oefenen op het rietje (afbeelding 2). deze opstelling hadden we op de weegschaal (afbeelding 3) gezet en  getareerd zodat de stand zonder druk uit oefenen 0 was. Hierna gingen we op het rietje drukken en konden we op de weegschaal zien hoe hard er op het rietje gedruk werd, zo konden we de maximale kracht zien.

  

Afbeelding 1

Afbeedling 2 (verticale druk uitoefenen)

Afbeelding 3 (Weegschaal om uitgeoefende kracht te meten)

Bron afbeelding 1: Wikipedia.org

Tensigrity

In de les van de docenten van HOWEST hebben we een tensigritymodel gemaakt. De definitie op wikipedia van tensigrity luidt als volgt: Tensegrity is een samentrekking van tension en structural integrity. Het verwijst naar de integriteit van structuren gebaseerd op een evenwicht tussen trek- en drukbelastingen. De trekkrachten worden opgevangen in flexibele staalkabels. De drukkrachten worden opgevangen in staven van staal, aluminium of hout.


Het model dat wij gebouwd hadden was een aantal jaar geleden nog een van de succesvolste speeltje voor kleine kinderen. Het leek ons dus wel leuk om dit na te maken. Een foto van het model is hieronder te zien:

Tensigrity model

Vision & Robotics

Vision en Robotics is een beurs waar verschillende bedrijven staan die te maken hebben met robots en ze dus ook verkopen. Er staan hier de meest uiteenlopende robots, van kleurenherkening tot een robot die een wiel voor een bolderkar in elkaar zet. Hier zie je ook het verschil tussen de robots, de ene robot was zo snel dat hij een rondje met een straal van een meter in 0,65 seconde helemaal rondging, een andere robot deed hier een kwartier over maar was dan wel erg nauwkeurig. Er waren natuurlijk ook robots die én snel én nauwkeurig waren, maar daar was de prijs dan ook naar. Op zo een beurs kom je er dus achter waar het prijsverschil in zit, dit is erg bruikbaar in het leven van een ingenieur, en heel concreet bij de hovercraft.

Vanuit school waren er vragen opgesteld die ik beantwoord heb:



Hieronder staat de video die de dag samenvat:

Solidworks modeleren

Het model moet natuurlijk voordat het geassembleerd wordt in 3D getekend worden. De onderdelen die bekend zijn heb ik getekend. Dit doe ik in SolidWorks, omdat met dit programma ook mogelijk is om van 3D weer naar 2D te gaan. Op die manier kan er makkelijk een bouwtekening van een onderdeel gemaakt worden. Het is tevens mogelijk om renderingen te maken met dit programma, met die renderingen kan een presentatie poster gemaakt worden, of een afbeelding doorsturen naar de werkgever om een hem of haar een impressie te geven van het ontwerp.

Geassembleerde onderkant (SolidWorks)

Soldeerpiramide

Van docent Mouw hadden we de opdracht gekregen om een werkstuk te solderen.
Er waren twee eisen:
1. Er zijn minimaal 5 verbindingen gesoldeerd:
2. Het kan staan.

De foto hieronder tonen die twee eisen aan.

Schema's hard- en software

In deze schema's zijn de hardware en software weergegeven zodat duidelijk is waaruit de hovercraft bestaat en hoe hij in elkaar zit. De schema's zijn hieronder weergegeven:

De hardwarematige kant

 Schematisch programma voor de arduino (softwarematige kant)

Systemen beschrijven

Om de systemen overzichtelijk te maken is het belangrijk om de gegevens in een schema te zetten. Waar nodig staan de natuurkundige grootheden om aan te geven hoeveel iets verbruikt of hoeveel iets nodig heeft. Hieronder is het schema te zien van de componenten inclusief in- en output:

Proof of concept

Nadat de groepjes bij elkaar gevoegd waren kwam het moment van de waarheid: gaat het kanon op de hovercraft passen? Omdat ik mijn kanon erg overgedimensioneerd had was het ontzettend zwaar. We hadden nooit verwacht dat de hovercraft dit omhoog zou kunnen krijgen. Tegen al onze verwachtingen in bleek dit beest van een fohnventilator toch dit 1,5kg wegende gevaarte op te kunnen tillen! Hieronder is daar een filmpje van te zien:

Potentie ontwerp

De metingen uit de test die hieronder staan hebben we niet voor niets gedaan. Hiermee zijn we uit gaan rekenen  welk vermogen we hadden, of dit genoeg of misschien zelfs te veel is. Deze metingen zijn gedaan met een motor uit een föhn, vandaar de hoge spanning en de lage stroom. We hebben berekend dat 5,5 Milibar voor ons ontwerp hovercraft genoeg is. Onze hovercraft weegt 3,5 kilogram. Met onze druk en oppervlakte (20cm*40cm=800cm2). Hieruit volgt dat we 4,4 kg opwaartse druk creëren, dit betekend dus dat we 0,9kg opwaartse druk 'overhouden'. Als we rekening houden met verliezen vindt ik dit een resultaat waar je op kunt bouwen. 

Metingen en berekeningen 'Lift-Motor'

Berekening wrijvingskracht

Berekening wrijvingskracht

Energie-Stroomschema

Test subsystemen

Een belangrijk subsysteem van de hovercraft is de 'lift-ventilator'. Deze ventilator zorgt ervoor dat de hovercraft omhoog komt. Hierdoor ontstaat zo weinig wrijving met de ondergrond dat de hovercraft kan worden voor gestuwd door de 'thrust-propeller' die achterop de hovercraft staat. De ventilator voor de lift hebben we getest op een plaat met hierin een gaatje, in dit gaatje was een slang gestoken met water. Door druk op dit slangetje (foto1) te zetten veranderd het waterniveau(foto2), het verschil in hoogte van het water hebben we gemeten, hiervan kunnen we afleiden hoeveel druk deze propeller kan geven en hoeveel opwaartse druk hij dus kan geven.

Foto 1

Foto 2

Tests van motor en accu