Prototyp p˚ a hissanordning

F¨or att unders¨oka hur hissanordningen skulle fungera i verkligheten tillverkades en prototyp i plast. F¨or att testa funktionen hos hissanordningen monterades ¨aven en trapetsskruv och en trapetsmutter. Prototypen visas i figur 34. D¨arefter gjordes modifikationer i CAD-modellen och flera prototyper skrevs ut som visas i figur 35.

Figur 34: 3D-printade prototyper till avlivningsanordningen.

5

Resultat

I figur 36 och 37 redovisas den slutgiltiga fysiska prototypen med alla tre delsystem.

Figur 36: Den slutgiltiga fysiska prototypen utan sensorplattor och sensorer.

6

Diskussion och slutsatser

I detta kapitel kommer vi g˚a igenom vad vi tyckte gick bra med projektet och vad vi hade kunnat g¨ora b¨attre. Vi kommer ¨aven g˚a igenom de fr˚agest¨allningar vi st¨allde i b¨orjan av projektet och se hur v¨al de har besvarats.

D˚a detta projekt har utf¨orts p˚a begr¨ansad tid ¨ar det m˚anga delar som vi inte har kunnat l¨agga ner tillr¨ackligt med tid p˚a. Att designa en fungerande r˚attf¨alla p˚a 10 veckor har visat sig vara betydligt sv˚arare ¨an vad vi f¨orst hade r¨aknat med. I b¨orjan av projektet betraktades tv˚a delsystem: avlivningsanordningen och sensormodulen. F¨or att kunna justera f¨allan i h¨ojdled f¨or att den ska kunna passa i olika r¨ordiametrar beh¨ovdes ytterligare ett delsystem tas fram vilket gjorde att mindre tid kunde l¨aggas p˚a varje delsystem. F¨or att kunna ta fram en prototyp av h¨ogre kvalitet tror vi att ett av dessa delsystem hade varit lagom omfattning f¨or ett 15hp examensarbete.

D˚a vi inte har n˚agon tidigare erfarenhet av skadesjursbek¨ampning (ut¨over det projektarbete som detta examensarbete bygger vidare p˚a) har mycket av tiden g˚att ˚at till att f¨ors¨oka f¨orst˚a det problem som skulle l¨osas. Detta kan dock troligtvis s¨agas f¨or vilket examensarbete som helst.

Den matematiska modell som togs fram f¨or att ber¨akna bland annat cylindertryck och kolvhastighet bygger p˚a att koldioxid har antagits vara en ideal gas. Ideala gaslagen g¨aller med god noggranhet f¨or gaser under l˚aga tryck och h¨oga temperaturer. I v˚arat fall ¨ar gasen under h¨ogt tryck och tem- peraturen ¨ar relativt l˚ag. Temperaturen har ¨aven antagits vara konstant vilket inte heller st¨ammer. N¨ar en gas expanderar sjunker temperaturen. Detta g¨or att modellen troligtvis avviker en del fr˚an verkligheten. B˚ada dessa antaganden inneb¨ar dock att det ber¨aknade trycket i cylindern blir h¨ogre ¨

an det verkliga vilket inneb¨ar att komponenterna ¨ar ¨overdimensionerade.

Arbetet resulterade i en fysisk prototyp som innefattade de tre delsystemen. Tester har gjorts p˚a samtilga delsystem. Testerna p˚a sensorerna och hissanordnigen gick relativt bra d˚a det fungerade som det var t¨ankt. Det gjorde ¨aven tester p˚a avlivningsanordningen med vanlig tryckluft fr˚an en kompressor, d¨ar kolven ˚akte upp och ner i cylindern utan n˚agra problem. Solenoiden som k¨optes in fungerade dock inte som planerat d˚a solenoiden inte t˚al det trycket som det finns i en koldioxidpatron. Solenoiden k¨optes in tidigt i arbetet f¨or att f˚a en allm¨an ¨overblick om hur den ser ut och fungerar. Det gjordes enkla tester f¨or att se hur solenoiden ¨oppnar sig och om den f¨orhindrade tryckluft att passera igenom, vilket det gjorde. En hel del designf¨or¨andringar och problem p˚a v¨agen ledde till att mycket tid spenderades p˚a att l¨osa dem problemen, vilket gjorde att solenoiden n¨astan gl¨omdes bort. Kopplingar som tillverkades till avlivningsanordnigen levererades i slut¨andan av examensarbetet vilket gjorde att problemet med solenoiden ins˚ags sista veckan p˚a examensarbetet. Det finns ventiler i liknande storlek som klarar ¨over 60bar som g˚ar att ers¨atta med den befintliga, dock ¨ar dem inte lika vanliga att hitta p˚a marknaden d˚a de flesta ventiler anv¨ands d¨ar behovet ligger maximalt runt 8 bar. Priset p˚a ventiler som klarar 60bar ¨ar ocks˚a h¨ogre. Eftersom detta problem uppt¨acktes s˚a pass sent hann vi inte l¨osa det.

6.1

Hur kan sensorerna utformas f¨or att detektera alla r˚attor?

Eftersom inga tester p˚a djur har utf¨orts kan det inte med s¨akerhet s¨agas om den valda upps¨attningen sensorer fungerar eller inte. Vi gjorde dock tester f¨or att f˚a en uppfattning om hur sensorerna skulle fungera i verkligheten. Avst˚andssensorn kunde k¨anna av en minskning av h¨ojden n¨ar ett f¨orem˚al f¨ordes in i r¨oret, men det v¨arde som sensorn registrerade skiljde sig fr˚an det verkliga avst˚andet. Avst˚andssensorn fungerar s˚a att den skickar ut ultraljud ur en h¨ogtalare och v¨antar p˚a att ljudet ska studsa mot en yta och plockas upp av en mikrofon p˚a sensorn. Eftersom den yta ljudet studsar

mot ¨ar kr¨okt ¨ar det inte s¨akert att ljudv˚agen studsar direkt tillbaka till sensorn, vilket kan g¨ora att ett felaktigt v¨arde registreras av sensorn. Se figur 38. Denna avvikelse visade sig dock vara relativt konstant s˚a en felmarginal skulle kunna byggas in f¨or att ˚atg¨arda det felet.

Figur 38: Avst˚andssensorn kan ge felaktiga v¨arden p˚a grund av formen p˚a avloppsr¨oret. R¨orelsesensorn reagerar p˚a infrar¨ott ljus vilket inneb¨ar att den kan detektera f¨orem˚al som befinner sig bakom hinder. Detta gjorde att r¨orelsesensorn vid testet ofta gav utslag f¨or tidigt, trots att vi f¨ors¨okte sk¨arma av den. Att sensorn ger utslag f¨or tidigt ¨ar ett stort problem eftersom det inneb¨ar att f¨allan d˚a inte n¨odv¨andigtvis sl˚ar direkt p˚a r˚attans huvud. Med mer tid ˚at kalibrering av sensorerna borde b˚ada dessa problem kunna l¨osas.

6.2

Hur kan avlivningsanordningen utformas f¨or att s¨akerst¨alla att alla

r˚attor avlivas p˚a humant s¨att?

F¨or att s¨akerst¨alla att f¨allan avlivar r˚attan p˚a ett humant s¨att har fokus legat p˚a att se till att f¨allan sl˚ar med tillr¨acklig kraft. Detta har gjorts genom att ta fram en modell som vi kan ber¨akna bland annat den maximala kolvhastigheten med. Med den modell vi tagit fram f˚as att den maximala r¨orelseenergin f¨or kolven blir ca 16 J . Detta motsvarar ungef¨ar att sl¨appa en vikt p˚a 1, 6 kg fr˚an 1 meters h¨ojd. I och med att tr¨affytan ¨ar relativt liten borde detta vara tillr¨ackligt f¨or att omedelbart d¨oda en r˚atta. Eftersom den ventil vi k¨opte inte visade sig fungera som t¨ankt kunde vi inte testa avlivningsanordningen. Som tidigare n¨amnts har vi inte gjort n˚agra tester p˚a djur och vi kan d¨arf¨or inte s¨aga om f¨allan kan avliva r˚attor p˚a ett humant s¨att eller inte. Med en fungerande avlivningsanordning borde det dock vara ganska enkelt att m¨ata kraften fr˚an f¨allan och d¨armed avg¨ora om den sl˚ar med tillr¨acklig kraft.

6.3

Etiska och milj¨om¨assiga aspekter

D˚a vi utvecklar en produkt som ¨ar avsedd att avliva r˚attor f¨or att m¨anniskor ska kunna leva bekv¨amare finns ett tydligt etiskt dilemma att diskutera.

R˚attor som lever i anknytning till m¨anniskor orsakar ofta stora skador och kan ¨aven b¨ara med sig sjukdomar som i v¨arsta fall kan orsaka pandemier. Man skulle d¨arf¨or kunna s¨aga att ¨andam˚alet helgar medlen. Att avliva r˚attor med mekaniska f¨allor kan ocks˚a ses som ett humanare s¨att ¨an med gift, som fortfarande anv¨ands i stor utstr¨ackning, d˚a r˚attan under ideala omst¨andigheter d¨or direkt n¨ar den blir tr¨affad. R˚attor som ¨ater gift d¨or f¨orst efter n˚agra dagar och d˚a p˚a ett mer sm¨artsamt s¨att.

En annan f¨ordel med att anv¨anda mekaniska r˚attf¨allor j¨amf¨ort med gift ¨ar att inget gift riskerar att hamna i vatten som sedan dricks av m¨anniskor och djur.

Dessutom har inga tester p˚a djur har genomf¨orts i detta examensarbete d˚a en veterin¨ar m˚aste n¨arvara vid tester p˚a djur, ifall n˚agot skulle g˚a snett s˚a att djuret inte ska lida i on¨odan. D¨armed beslutade vi att avst˚a fr˚an det och ist¨allet ha det som en avgr¨ansning i examensarbetet.

I en slutprodukt skulle f¨allan troligtvis tillverkas i en termoplast, till exempel polyeten, som ¨ar enkel att ˚atervinna. Om f¨allan anv¨ander sig av st¨orre sodastream-patroner ¨ar det m¨ojligt att fylla p˚a patronerna, vilket inte g˚ar med de mindre patroner som anv¨ands i Nomors nuvarande f¨allor.

6.4

J¨amf¨orelse med Nomors nuvarande f¨allor och framtida

f¨orb¨attringsm¨ojligheter

Nomor anv¨ander i huvudsak tv˚a olika f¨allor f¨or montering i avloppssystem, WiseTrap och RatTrap. WiseTrap monteras p˚a avloppsr¨oret och drivs av ett batteri. RatTrap monteras i f¨orsta hand vid sidan om avloppsr¨oret och drivs av en koldioxidpatron. Enligt tekniker p˚a Nomor ¨ar en f¨alla med koldioxidpatron mer robust eftersom den inneh˚aller mindre elektronik. En f¨alla som placeras p˚a avloppsr¨oret d¨odar fler r˚attor eftersom r˚attorna inte beh¨over lockas in i f¨allan. Vid framtagandet av koncept f¨ors¨okte dessa tv˚a egenskaper kombineras f¨or att f˚a en f¨alla med de b¨asta egenskaperna.

Den utvecklade f¨allan anv¨ander samma typ av sensorer som WiseTrap vilket inneb¨ar att den borde ha samma f¨oruts¨attningar att uppt¨acka r˚attor. Kolvens tr¨affyta ¨ar d¨aremot n˚agot mindre vilket g¨or att r˚attor som r¨or sig vid kanten av stora r¨or eventuellt kan smita f¨orbi f¨allan. Bottendelen p˚a kolven har dock designats s˚a att den kan bytas ut mot en st¨orre om det skulle kr¨avas.

Eftersom f¨allan just nu ¨ar i ett prototypstadie ¨ar det m˚anga delar som skulle beh¨ova ¨andras f¨or att den ska kunna serieproduceras. F¨allan best˚ar i nul¨aget av m˚anga sm˚a kompontenter vilket inte l¨ampar sig bra till serieproduktion. F¨allans olika delar ¨ar ocks˚a tillverkade i m˚anga olika material eftersom det var sv˚art att hitta verkst¨ader/f¨oretag som kunde tillverka delarna. I en slutprodukt skulle troligtvis de flesta delar formsprutas i plast f¨or en billig och l¨att konstruktion med fin ytfinhet. En f¨ordel med att f¨allan best˚ar av m˚anga sm˚a delar ¨ar att varje del ¨ar l¨attillverkad d˚a de har relativt enkla geometrier. M˚anga delar skulle ¨aven kunna integreras till enstaka delar f¨or att minska antalet komponenter.

6.5

Problem under arbetets g˚ang

D˚a vi besultade att 3D-printa st¨orre delen av f¨allans ing˚aende delar blev toleranser och ytfinheter inte lika bra som om de vore gjorda i metall. Urtag och h˚al p˚a delarna blev oftast mindre med 1 mm ¨ar planerat, vilket gjorde att delar fick 3D-printas om p˚a nytt alternativt, slipas med vanligt sandpapper eller kl¨ammas fast. Vissa delar beh¨ove dessutom supportmaterial f¨or att dem skulle kunna 3D-printas, som i sig inte var helt enkelt att ta bort. Ytfinheten p˚a cylindern blev inte helt perfekt utan fick brotchas upp i efterhand. En annan l¨osning f¨or att f˚a b¨attre ytfinhet skulle kunna vara att placera ett tunt metallr¨or inuti cylindern. Konstruktionsm¨assigt skulle vissa m˚att beh¨ova justeras f¨or att underl¨atta montering av f¨allans ing˚aende delar. Ett allm¨ant r˚ad till n¨asta till n¨asta prototyp ¨ar att b¨orja utg˚a ifr˚an en befintlig fj¨ader som finns tillg¨anglig n¨ar kolven och cylindern ska konstrueras, d˚a leta efter en mekanisk fj¨ader i efterhand med vissa egenskaper tar tid. En enkel sak som inte hann g¨oras i examensarbetet var att testa en desarmeringsensor som reagerar p˚a ljus. Detta b¨or dock inte vara n˚agra problem.

6.6

Framtida arbete

Det s¨att som f¨astanordningen (som designas i det andra examensarbetet) ¨ar utformat p˚a g¨or att avlivningsanordningen m˚aste monteras utanp˚a f¨astet. Se figur 28. Detta g¨or att vid slag kommer det ut¨over en upp˚atriktad kraft verka ett vridande moment p˚a f¨astanordningen. F¨or att motverka detta kan f¨astet designas om s˚a att avlivningsanordningen kan monteras i mitten av f¨astet. Detta skulle g¨ora f¨allan b˚ade mer kompakt och stabil. Dessutom finns m¨ojligheten att placera sensorerna i samma h¨ojdled och symmetriskt p˚a vardera sida om f¨allan, vilket g¨or att man inte beh¨over lika avancerad programvara f¨or sensorerna.

En annan f¨orb¨attring till n¨asta prototyp ¨ar att pr¨ova med en Sodastream-patron ist¨allet f¨or mindre CO2-patroner. Vi testade 16g och 25g patroner p˚a RatTrap vilket gav 24 respektive 39 slag. En Sodastream innehller 425g koldioid b¨or d˚a ungef¨ar f˚a 270 slag genom att ber¨akna medelv¨ardet fr˚an testerna p˚a dem mindre patronerna. Huvuddelen av f¨allan skulle d˚a kunna vara monterad i avloppsr¨oret medan Sodastream-patronen kan monteras under brunnslock tillsammans med kommu- nikationsutrustnningen som visar och samlar data. P˚a s˚a s¨att blir servicen enklare d˚a om r˚attf¨allan nere i brunnen fungerar problemfritt. Ett st¨ankskydd i form av ett h¨olje beh¨ovs f¨or att f¨allan ska kunna ha en IP-klassifieras som garanterar att elektronik ¨ar skyddad ifr˚an diverse p˚afrestningar som t.ex. hett vatten.

Referenser

1. Appelqvist M, Jonsson Dahl L, Bentzer F, Hallhagen N. Konceptutveckling av r˚attf¨alla f¨or montering i avloppssystem [Projektarbete]. Link¨opings universitet; [citerad 2021-06-17] 2. A Service Company - Prevents, corrects and educates [presentation] Nomor AB; [ok¨ant ˚ar]

[h¨amtad 2021-01-20]

3. Naturv˚ardsverkets f¨oreskrifter om typgodk¨annande av f˚angstredskap (NFS 2013:13). [Internet] Naturv˚ardsverket [citerad 2021-01-27]

H¨amtad fr˚an: https://www.naturvardsverket.se/Documents/foreskrifter/nfs2013/n fs-2013-13.pdf

4. T. Ulrich K, D. Eppinger S. Product Design and Development. Fj¨arde upplagan. New York: McGraw-Hill Higher Education; 2007.

5. Mycoted. Brainwriting [Internet]. ok¨ant ˚ar [citerad 2021-02-01]. H¨amtad fr˚an: https://www.mycoted.com/Brainwriting

6. NASA. Carbon Dioxide [Internet]. Kalifornien: NASA; 2021 [Uppdaterad mars 2021; citerad 2021-04-27] H¨amtad fr˚an: https://climate.nasa.gov/vital-signs/carbon-dioxide/ 7. Cengel YA, Cimbala JM, Fundamentals of Thermal-Fluid Sciences. 4 uppl. New York:

McGraw-Hill; 2012.

8. Bole. Goodnature A24 r˚att- och musf¨alla. [Internet]. [citerad 2021-05-09].

H¨amtad fr˚an: https://www.bole.se/goodnature-a24-ratt-och-musfalla?channable=0 27b86736b750038303030353272&gclid=Cj0KCQjws-OEBhCkARIsAPhOkIavzuTqEbskLnK-0cr ftStYg8N8sO96GPATjGrasl8o8 KdV-w2sqUaAhk4EALw wcB

9. Dimensions. Common Rat. Dimensions. [Internet]. citerad 2021-04-20 H¨amtad fr˚an: https://www.dimensions.com/element/common-rat

10. Institutionen f¨or konstruktions- och produktionsteknik, Formelsamling i Hydraulik och pneu- matik. Link¨oping: 1995

11. Storck K, Karlsson M, Andersson I, Renner J, Loyd D. Formelsamling i termo- och fluiddy- namik. Link¨oping: Studentlitteratur; 2012.

12. Lund M, H˚allfasthetsl¨ara. 3 uppl. Stockholm: 2000

13. Wematter. Material f¨or h¨ogkvalitativa 3D-utskrifter [Internet]. Link¨oping: Wematter; 2021 [citerad 2021-05-06]

H¨amtad fr˚an: https://wematter.se/material-kvalite-3d-utskrift/

14. Mekanex. Trapetsskruvar & trapetsmuttrar. [Datablad]. Mekanex. citerad 2021-04-22 H¨amtad fr˚an: https://www.mekanex.se/?s=st\%C3\%A4nger&lang=sv

15. Carlunger M, Dock CG, Friedler T, Isaksson I. Ordning ur kaos.[Internet]. Bultens AB; 1999 [citerad 2021-04-26]

H¨amtad fr˚an: https://docplayer.se/375266-Bultens-teknikhandbok-1999-bulten-ab -texter-och-bearbetning-magnus-carlunger-carl-gosta-dock-torsten-friedler-in gvar-isaksson.html

16. Farah.S, Anderson.DG, Langer.R. Physical and mechanical properties of PLA, and their func- tions in widespread applications — A comprehensive review. Advanced Drug Delivery Reviews. 2016;107:367-92

Bilagor