Na het discussiëren over de beste drie combinaties is er uiteindelijk gekozen dus voor het ontwerp die bestaat uit een 'four bar'-mechanisme als grijperarm, een balg als grijperbek en een railsysteem met lineaire lagers die de hele grijper opzij zal verplaatsen. 

Concept

Na het kiezen moesten ten eerste de afmetingen van de grijperarm bepaald worden. Het oorspronkelijke idee was een simpel 'four bar' mechanisme met rechte armen. De actuator had echter maar een uitslag van tien centimeter, waardoor de horizontale armen erg lang zouden moeten zijn om de gewenste hoogte te bereiken. Dit had als gevaar dat het moment van de balg, veroorzaakt door het gewicht, te groot werd, waardoor de actuator de arm niet meer op zou kunnen tillen. Om deze reden is er gekozen om de horizontale armen geknikt te maken om zo de hoek die de arm moet maken te minimaliseren. 

De afmetingen van deze geknikte armen zijn meetkundig bepaald. Op papier is de opstelling op schaal getekend en door rekening te houden met de uitslag en de afmetingen van de in- en uitgeschoven actuator is de geknikte arm geconstrueerd. De afmetingen die hieruit volgden zijn vervolgens gebruikt om een SolidWorksmodel te maken van de grijperarm ter contrôle van de meetkundige constructie. 

Solidworks

De eerste stap in het SolidWorksproces is het maken van de losse onderdelen van de grijper.  De gaten zijn iets kleiner dan 6 millimeter in diameter in het bestand, zodat we deze later nauwkeurig konden vergroten naar 6 millimeter. 

In het SolidWorks bestand wordt een versimpelde weergave van de grijper getoond. Deze is versimpeld, omdat we met name geïnteresseerd waren in de verplaatsing in de opgaande richting (y-richting). Het balg-luchtdruksysteem bevat verder geen, aan een actuator gekoppelde, bewegende onderdelen. Omdat de verplaatsing tussen de ruimte boven het plateau (startpositie) en de ruimte boven de appel (eindpositie) tot stand komt met behulp van katrollen, hebben we er voor gekozen dit systeem niet in SolidWorks te ontwikkelen, omdat een katrol-touwbeweging lastig weer te geven is in het programma. In plaats van een SolidWorks weergave is gekozen voor tekeningen en schetsen met de hand (zie tekeningen).

In de Assembly van de grijper zijn alle onderdelen geïmporteerd en aan elkaar gekoppeld. Deze Assembly is leidend geweest voor de constructie van de arm en bevestiging van de grijper aan de arm. Ook de hoogte van het bevestigingspunt aan het katrolsysteem is afgelezen uit dit bestand. 

Technische tekeningen

Van de Assembly en de onderdelen uit PMMA zijn technische tekeningen gemaakt. Deze zijn hieronder te zien.

 Berekeningen

Om na te gaan of een van de actuatoren sterk genoeg is om de grijperarm op te tillen kan er een 'Free body diagram' (FBD) gemaakt worden van de situatie. Deze is hieronder te zien. In de afbeelding is Fa de kracht die de actuator uitoefent, Fb de gewichtskracht van de balg, de appel en de arm zelf en zijn Cx, Cy, Dx en Dy reactiekrachten van de bevestigingsplaat op de grijperarm.

De kracht die de actuator uit moet oefenen is maximaal als de lengte van de arm van punt D tot punt B maximaal is, omdat het moment dat door Fb wordt veroorzaakt rond punt D dan maximaal is. Dit is het geval wanneer de punt D en zwaartepunt B op dezelfde horizontale lijn liggen. De arm d is dan ongeveer 33 cm lang en a, waar de actuator aangrijpt, is ongeveer 9 cm lang. Deze situatie is in het onderstaande FBD weergegeven.

Door nu naar het momentenevenwicht rond punt D te kijken en alleen te kijken naar de onderste arm van het 'four bar' mechanisme, kan worden onderzocht of de actuator de last aankan. Hierbij wordt de wrijving in de scharnierpunten verwaarloosd en wordt het gewicht inclusief de appel in punt B geschat op 0,75 kg. Hoek alfa wordt geschat op 20 graden:

De schuine zijde is de lengte van de actuator in deze stand. Deze is in deze stand, kijkend naar de lengte van de actuator in in- en uitgeschoven stand van 20, 5 cm en 30,5 cm, ongeveer 25 cm.

Momentenevenwicht rond D(linksom draaiend moment positief genomen):

En:

Waarin het moment M in Nm, arm d in meters (m) en kracht F in N.

Hieruit volgt:

De actuator moet dus maximaal 29 N kunnen trekken. Volgens de fabrikant kan deze actuator 50,9 N aan trekkracht leveren dus in theorie zou de actuator het aan moeten kunnen. 

Dxf-bestand

Nadat de grijperarm was uitgewerkt in SolidWorks kon het lasersnijdbestand gemaakt worden voor de onderdelen die van PMMA gemaakt zouden worden. Deze is hieronder te zien.