Aktivt handstativ för cirkuskonstnär

• Main Authors: Blom, Arvid, Brandt, Anders, Wretblad, Martin
• Format: Others
• Language: Swedish
• Published: KTH, Maskinkonstruktion (Inst.) 2011
• Online Access: http://urn.kb.se/resolve?urn=urn:nbn:se:kth:diva-51361

Denna rapport presenterar en utvecklad konceptlösning för ett stativ med katapultfunktion somska användas i cirkusdisciplinen handstans. Stativet är utvecklat för att skicka upp en akrobat,som väger 65 kg, en halv meter ovanför de rörliga stagens maxläge.Den kraft som akrobaten klarar av att hålla emot med och det beteende som krävs vid uppskjutetär framtaget och beräknat med hjälp av det matematiska programverktyget MATLAB.Konstruktionen modelleras i Solid Edge ST2 och hållfastheten beräknas i det modellbaseradefinita elementmetodsprogrammet Ansys Workbench. Pneumatik, hydraulik, mekatronik ochmekanik undersöks som möjliga alternativ till drivning för katapultfunktionen och utvärderasutifrån den ställda kravspecifikationen.Konceptet som presenteras har en ram av aluminium för att få god hållfasthet och samtidigt enlåg vikt vilket underlättar vid frakt. I ramverket är fyra stycken mekaniska dragfjädrar infästamellan ramens topp och två stycken linjärt lagrade stålstänger. Fjädrarna spänns ned med enelektrisk vinsch, fästs i en snabbkoppling och släpps sedan för att på så sätt skjuta upp akrobateni luften. Denna lösning beräknas hålla sig inom budgeten på 30 000 kr.Det slutgiltiga konceptet kan inte upprepa katapultförloppet utan att akrobaten kliver av stativetoch spänner om fjädrarna. Detta är en önskvärd funktion som skulle gå att uppnå med enmekatronisk lösning och kraftigt ökad budget för att få ett mer robust drivningssystemspecialtillverkat === This report presents a developed concept solution for a platform with a catapult function that willbe used in the circus discipline handstand. The platform is designed to catapult an acrobat, whoweighs 65 kg, half a meter up into the air.The force the acrobat is able to resist and the behavior required of the catapult has beenexamined and calculated using the mathematical programming tool MATLAB. The design ismodeled in Solid Edge ST2 and the strength is calculated in the model-based finite elementmethod software Ansys Workbench. Pneumatics, hydraulics, mechatronics and mechanics areexamined as possible alternatives to drive the catapult function and are then evaluated against thespecifications. This concept is calculated to stay within the 30 000 SEK budget.The concept presented is a framework of aluminum to obtain good strength while having a lowweight which facilitates transport. Inside the framework there are four mechanical tensionsprings fastened between the frame's top and two vertical steel bars. The springs are drawn downwith an electric winch, attached to a quick release and then released in order to catapult theacrobat into the air.This concept cannot repeat the catapult sequence without the acrobat getting down from thestand to reload the springs. This is a desirable feature that could be achieved with a mechatronicsolution and a heavily increased budget to get a more robust drive system custom manufactured.