tennisbalkanon

Ontwerpfase

Bij het brainstormen van een tennisballenmachine denkt iedereen automatisch aan een katapult, kruisboog, slingeraar enzovoort. Waarbij we dus de bal op een of andere manier slingeren, schieten,

werpen,...
Hieronder enkele voorbeelden van enkele basisideeën :

Ons eigen ontwerpen zijn gebaseerd op deze basisideeën, waarbij we de mechaniek nog hebben of gaan aanpassen tijdens deze ontwerpfase.
Tijdens deze ontwerpfase zijn we al reeds enkele test gaan uitvoeren.

Enkele tests :

Onze eerste test:

Hierbij zijn we in de zijkanten van de holle PVC-buis gleuven gaan uit frezen.
Door deze gleuven hebben we de fietsrekker gestoken en de uiteinden van de rekker hebben we bevestigd aan het einde van de buis. Daarna zijn we de rekker gaan uitrekken in de buis.

Hier zijn we tot de conclusie gekomen dat de rekker in de buis opspannen geen goed idee was, want het uitrekken van de rekker vereist enorme kracht. Daarnaast kan er op de rekkers niet genoeg spanning.
Daarentegen zorgt de buis wel voor een bepaalde richting van de afgeschoten tennisbal.

Onze 2 de test :
Ook hier zijn we de buis gaan gebruiken op identiek de zelfde manier, slechts hebben we hier de uiteinden van de draden niet aan het uiteinde van de buis bevestigd, maar aan 2 serganten wijd uit elkaar. Bovendien hebben we de uitgefreesde gleuven ook langer gemaakt. Hierdoor is kan de rekker langer kracht uitoefenen en wordt de kracht niet afgeremd.

Onze 3de test :
bij onze derde test zijn we gaan afwijken van ons origineel idee en zijn we de buis gaan weglaten. Hierdoor hadden de rekkers meer kans zich op te spannen. Maar ook dit was nog niet het ideale systeem want de enkele rekker draait nog te veel rond zijn as waardoor het afschieten van een tennisbal nooit 100% zal precies gericht zal zijn.

Onze 4 de test :
Om nu te voorkomen dat de rekker rond zijn as draait, zijn we gebruik gaan maken van 2 rekkers, die ongeveer op een afstand van 10 cm liggen. Deze 2 rekkers worden in het midden verbonden aan een schietstuk. Die ervoor zorgt, dat de rekkers niet kunnen roteren. Bij dit systeem is het een vereiste dat beide rekkers voorzien zijn van een evengrote spanning. Zoniet zal er weerstand worden veroorzaakt.

Onze 5 de test :
en ter gelijkertijd onze laatste test was ons eindresultaat: Hierbij zijn we ons gaan baseren op een middeleeuwse toepassing. De TREBUCHET, slecht hebben we hier geen gebruik gemaakt van het touw die wordt weggeslingerd, maar een mandje die we bovenop de zwaaiarm bevestigen.

Materiaalgebruik

Het materiaalgebruik is van groot belang. Daarom zijn we er specifiek op gaan letten welk materiaal we niet zouden gaan gebruiken voor een specifieke functie.

- Bij een van ons eerste ontwerpen/testen zijn we onder andere geen mdf-hout gaan gebruiken op de functies waar een immense kracht op kwam. Op dergelijke puntjes zijn we voornamelijk gaan letten.

- Bij ons uiteindelijk project zijn we gebruik gaan maken van volgende onderdelen:

o 4 Houten latten van 270 op 40 op 40

o Touw

o Mandje

o Tennisbal

o Pvc-buis

o Schroefdraad M8 en M10 inclusief moeren en rondellen

o Vijzen en oogjes

-

Contactoppervlak met de tennisbal :

Een heel belangrijk aspect, die niet valt te overzien is het contactoppervlak met het balletje.
Hierbij moeten we proberen zoveel mogelijk contact te creeren tussen de tennisbal en het afschietschijfje. Want wanneer we de bal bv afschieten met fijne staaf, zit de kans er ten 1^ste in dat de bal bijna compleet wordt gemist.
Daarom is het beter te zorgen dat de bal verscheidene contactpunten zelfs contactvlakken heeft.

Bij ons laatse ontwerp zijn we het onszelf veel gemakkelijker gaan maken en was het effect ook veel efficienter. We zijn gebruik gaan maken van een mandje waarin we het balletje konden plaatsen. Dus hierbij verkrijgen we nog een beter contactoppervlak met de tennisbal. Bovendien gaat er meer kracht plaatsvinden op het balletje dan voordien

Spanning Rekker

In het begin zijn we vooral gaan experimenteren met versheidene soorten rekkers:

- Lange/ korte

- Banden / rekkers / ...

Hierbij zijn we zoals iedereen tot de conclusie gekomen dat er een vershil is in rekker, dat de lengte van groot belang is voor de spanning/kracht die er zal ontstaan.

Daarnaast is het ook van belang indien we 2 verschillende/aparte rekkers gebruiken dat beide rekkers zo opgesteld zijn dat ze beschikken over een evengrote spanning op de rekkers.

Opspannen Rekker:

Eerst hadden we het idee met een touwtje de rekker op te spannen, maar na enkele testen is het gebleken dat het al bij al niet gemakkelijk te gebruiken valt en dat het daarnaast heel moeilijk is om met slecht gewone mankracht het ver genoeg achteruit te trekken.

Om dit probleem op te lossen gingen we gebruik maken van een rad waarop we het touw gingen oprdaaien. Waardoor het opspannen van de rekker gemakkelijker is.

Ons uiteindelijk idee

De basis voor ons uiteindelijk idee komt hoofdzakelijk vanuit de middeleeuwen. Waarbij we de trebucht/ katapult opnieuw gaan gebruiken. Hiermee creeren via een arm die aan de ene zijde voorzien is van een projectiel en aan de andere zeide voorzien is van een gewicht die ervoor zorgt dat het balletje wordt weg geworpen.

De trebucht was niet in een twee drie klaar.Ons eerste proef model was al rap kappot omdat het kantel gewicht alles uiteen trok. Dit werd ons eerste werkpunt.

Ook de grote speelde een rol bij het bereiken van een bepaalde afstand. Hoe groter onze trebucht hoe verder we zouden komen.

In het begin hadden we een eindafstand van ongeveer 7 meter.

Ons tweede model werd groter en steviger. Ook het kantel gewicht werd op een beter manier bij een gehouden zodanig deze niet kon zorgen voor problemen.

Op vlak van symetrie in ons stuk zaten we met enkele schoonheidsfoutjes maar niet ernstig.

Na het volledig bouwen van de fysica opdracht kregen we een tweede probleem, ‘het herladen zonder de bal aan te mogen raken).

Dit losten we op met een aanhangsel. Het lijkt op een kraan met ballen. Door in een pvc buis inkepingen te maken en daar kleine houdertjes door te schuiven konden we de ballen in de buis beharen en ze op comando laten ballen in de mand.

De buis staat op een roterende as zondanig deze kan worden verdraaid en niet in de weg komt te zitten van de schietstand.

Als het stuk eenmaal geladen is kan het schieten van start gaan. We trekken het aanspanningstouw naar beneden en steken ze via een stok door een gat. Zo zit de kracht opgespannen en de bal ligt in de mand. Als we de stok wegtrekken kan het hellingsgewicht naar beneden bewegen door de zwaartekracht en als de bal zijn hoogte punt bereikt heeft schiet ze verder weg.

De bal komt boven na de zwier en wil dezelfde beweging verder zetten. Hierdoor vliegt ze weg.

We kunnen door middel van verschillende standen verschillende afstanden bereiken. Dankzij de werking van de trebucht schieten we ook niet over iets maar recht tegen iets of door middel van een kaatsbeweging kan tevens een afstand worden bereikt.

Het mikken zelf gebeurt door ons toestel recht voor het doel te plaatsen, het schieten volgt.

De afstanden bepalen, heben we door middel van uitproberen bereikt. Door telkens een bepaalde hoek aan te houden konden we lusjes leggen.

De uiteindelijke test resultaten bewezen dat we 5, 7, 9, 12 en 14 m konden halen met 1 maal kaatsen. De volle 15m werd enkel op verhoog bereikt maar dannoch was het maar nipt. Dit kan liggen aan de grote van het toestel en de lengte van de zwaaiarm.