Optimering av batteribälte för batteridrivna trädgårdsverktyg. : En konceptstudie hos Globe Group, Cramer.

Optimering av batteribälte för

batteridrivna trädgårdsverktyg

En konceptstudie hos Globe Group, Cramer.

Huvudområde: ​Maskinteknik, Produktutveckling och design

Författare:_​ Alexandra Bachtay och Linnea Hellström

Handledare:​ ​Jonny Tran

Detta examensarbete är utfört vid Tekniska Högskolan i Jönköping inom Maskinteknik,

produktutveckling och design. Författarna svarar själva för framförda åsikter, slutsatser och resultat. Examinator: _{​ David Samvin}

Handledare: _{​Jonny Tran} Omfattning: _{​15 hp per student} Datum: _{​2020-06-04}

Abstract

The report deals with a bachelor's degree project in Product Development and Design at Jönköping University 2020. The thesis was carried out on behalf of Globe Group as the concluding part of the Mechanical Engineering program. The work was executed by Alexandra Bachtay and Linnea Hellström.

The work consisted of developing a concept on an optimized battery belt in the product assortment for Cramer. Globe Group has three different brands, where Cramer's products are adapted to the professional gardener. The company develops garden tools driven by battery. Therefore they are having a battery belt in their product series. In this product they are seeing some problems and therefore Globe Group has designed this project focusing on product development and construction.

Initially, a clearer picture of the user and the product was sought, thus feasibility studies were performed. With the help of those that emerged during the preliminary study, two

requirements specifications and functional analyses were created in order to get a better perspective on all the different parts of the product. During the creation of different concepts, it was divided into three areas, waist belt, battery holder and attachment between the holder and belt. When only each area had one remaining concept, the results were later compiled into one final product.

The work was focused on creating a more stable battery belt with user-friendliness in focus. The result of the work was a new concept on how Cramer can design its battery belt to meet customer needs.

Sammanfattning

Rapporten behandlar ett examensarbete inom Produktutveckling och Design vid Tekniska Högskolan på Jönköpings University 2020. Examensarbetet utfördes på uppdrag av Globe Group som avslutande del av utbildningen Maskinteknik. Arbetet har utförts av Alexandra Bachtay och Linnea Hellström.

Arbetet bestod av att ta fram ett koncept på ett optimerat batteribälte hos produktsortimentet för Cramer. Globe Group har tre olika märken, där Cramers produkter är anpassad till professionella användare inom trädgårdsverktyg. Företaget utvecklar batteridrivna

trädgårdsredskap. Därmed använder de sig av batteribälte i deras produktserie. I denna ser dem en del problem och därför har Globe Group utformat ett examensarbete med fokus på produktutveckling och konstruktion.

Till en början söktes det efter en tydligare bild av användaren och produkten, därmed utfördes förstudier. Med hjälp av de som framkom under förstudien skapades två

kravspecifikationer och funktionsanalyser för att kunna få ett bättre perspektiv på alla de olika delarna i produkten. Under skapandet av olika koncept delades det upp i tre områden, midjebälte, batterihållare samt infästning. När endast varsitt koncept kvarstod

sammanställdes resultaten.

Arbetet inriktas mot att skapa ett stabilare batteribälte med användarvänligheten i fokus. Resultatet av arbetet var ett nytt koncept på hur Cramer kan utforma sitt batteribälte för att tillgodose kundens behov.

Innehållsförteckning

1 Inledning 8

1.1 Bakgrund 8

1.2 Problembeskrivning 10

1.3 Syfte och problemfrågor 11

1.4 Avgränsningar 11

2 Teori 12

2.1 Koppling mellan frågeställningar och teori 12

2.2 Produktutveckling 13

2.3 Bootleg Bootcamp 14

2.4 Definition av ergonomi 14

2.4.1 Hållningar och rörelser med krafter 15

2.5 Definition av Design 15 2.5.1 Informationsdesign 16 2.5.2 Form 16 2.6 Definition av funktion 16 2.6.1 Låsfunktion 17 2.6.1.1 Hake 17 2.6.1.2 Knäppe 17 2.6.1.3 Snäppe 18 2.6.1.4 Skjutregel 18 2.7 Semiotik 18 2.7.1 Semantik 19 2.8 Friformsframställning 19 2.8.1 FDM 20 2.9 Material 20 2.9.1 PC/ABS 20 2.9.2 PA6GF30 20 3 Metod 21

3.1 Koppling mellan frågeställningar och metod 21

3.2 Planering av projektet 22 3.2.1 GANTT-Schema 22 3.3 Förstudier 22 3.3.1 Användaranalys 23 3.3.2 Observation 23 3.3.3 Intervju 23 3.3.4 Kravspecifikation 23 3.4 Funktionsanalys 24 3.5 Konkurrentanalys 24 3.6 Brainstorming 24

3.6.1 Skisser 25 3.7 Sållning av koncept 25 3.7.1 “Gut Feel”-metod 25 3.7.2 Elimineringsmatris (Go/No-Go) 25 3.7.3 Pughs matris 26 3.8 Solidmodellering 27 3.9 3D-utskrift 27 3.10 3D-skanner 27 3.11 Test 27 3.11.1 Prototyp 28 4 Genomförande 29 4.1 GANTT-schema 29 4.2 Förstudie 29 4.2.1 Användaranalys 29 4.2.1.1 Observation 29 4.2.1.2 Intervju 30 4.2.2 Konkurrentanalys 31 4.2.2.1 Husqvarna 31 4.2.2.2 For_q 32 4.2.2.3 Bosch 32 4.2.2.4 STIHL 33

4.2.3 Tester av Husqvarnas batteribälte 34

4.2.3.1 Intervju och observation 35

4.2.4 Batteribältets kraftpåverkan 35 4.2.5 3D-skanner 36 4.2.6 Kravspecifikation 37 4.2.7 Funktionsanalys 38 4.3 Frågeställning 1 40 4.3.1 Konceptgenerering 40 4.3.1.1 Brainstorming 40 4.3.2 Konceptframtagning 40 4.3.2.1 Konstruktion 45 4.3.2.2 3D-utskrift 45

4.3.3 Första sållning av koncept 49

4.3.3.1 Gut-feel metoden 49

4.3.3.2 Elimineringsmatris (Go/No-Go) 49

4.3.4 Tester av koncept 50

4.3.5 Andra sållning av koncept 51

4.3.5.1 Pughs matris 51

4.3.6 Slutkoncept 52

4.4 Frågeställning 2 54

4.4.1 Konceptgenerering 54

4.4.1.1 Brainstorming 54

4.4.2 Första sållning av koncept 54

4.4.2.1 “Gut feel” metoden 55

4.4.2.1.1 Konceptidéer 55

4.4.2.2 Elimineringsmatris (GO/NO-GO) 57

4.4.3 Konceptframtagning 58

4.4.3.1 Konstruktion 60

4.4.3.2 3D-utskrift och 3D-modellering 60

4.4.4 Andra sållning av koncept 64

4.4.4.1 Pughs matris 64 4.4.5 Slutkoncept 65 4.4.6 Vidareutveckling av koncept 66 4.5 Frågeställning 3 67 4.5.1 Konceptgenerering 67 4.5.1.1 Brainstorming 67 4.5.2 Konceptframtagning 68 4.5.2.1 Prototyper 68 4.5.3 Sållning av koncept 70 4.5.3.1 Eleminieringsmatrisen (Go/No-Go) 70 4.5.4 Test av koncept 71 4.5.4.1 Raka-pinnar VS X-pinnar 71 4.5.4.2 Form 72

4.5.4.3 Placering av spännet på midjebältet 72

4.5.4.4 Antal X-pinnar 73

4.5.4.3 Storlek 74

4.5.5 Slutkoncept 75

4.5.5.1 Intervju och observation 75

4.5.6 Vidareutveckling av koncept 77

4.6 Slutprototyp för test 77

4.6.1 Test av slutprodukt 79

4.6.1.1 Intervju och observation 79

5 Resultat 81

5.1 Frågeställning 1 83

5.2 Frågeställning 2 87

5.3 Frågeställning 3 89

6 Diskussion och slutsatser 91

6.1 Teoridiskussion 91

6.2 Metoddiskussion 92

6.2.2 Metodgenomförande 93

6.3 Implikationer 94

6.4 Slutsatser och rekommendationer 94

6.5 Vidare arbete eller forskning 95

7 Referenser 96

1

_​

Inledning

Denna rapport lyfter fram utveckling av en befintlig produkt för varumärket Cramer,

tillhörande Globe Group. Rapporten är ett examensarbete, omfattning 15 hp per student, för programmet Maskinteknik med inriktning produktutveckling och design på Jönköpings Tekniska Högskola.

1.1

_​

Bakgrund

Cramer grundades år 1835 i Tyskland och har sedan dess strävat efter att bli den ledande tillverkaren med högst kvalitet inom professionell trädgårdsutrustning. Företaget är

väletablerat på framförallt den amerikanska marknaden men också globalt. Sedan 2017 har Globe Group varit majoritetsägare i Cramer men även varumärken som Greenworks och Powertools. Dessa varumärken utvecklar batteridrivna verktyg för utomhusbruk inom olika prisklasser och arbetsnivåer. Redskapen används av både kvinnor och män inom branschen trädgårdsskötsel. Under arbete med dessa trädgårdsverktyg används vanligtvis arbetskläder i slittåligt material, för att skydda sig. Användarna kan vara utomhus i olika väderlekar och utsätts för tunga lyft under flera timmar under dagen.

Globe Group strävar efter att minimera användningen av fossila bränslen och kablage.

Företagets passion är att omvandla bensinprodukter till batteriprodukter men samtidigt kunna behålla prestandan. Globe Group har tre kontor i Sverige där ett av dem är lokaliserat i Hedenstorp i Jönköpings län.

I Cramers produktsortiment finns ”Sele med ryggplatta” samt midjebälte. Dessa två produkter är en klädsel vars syfte är att ha batteriet nära kroppen som tillförser ström genom en sladd till övriga verktyg. Inom branschen trädgårdsskötsel utsätts kroppen för tunga arbetsmoment, för att minska på detta har produkter utvecklats där batteriet inte nödvändigtvis behöver vara på verktyget. Genom att placera batteriet nära midjan eller på ryggen blir det mer

Figur 1 - Cramers befintliga midjebälte

Cramers sortiment har olika varianter på batterier, där två av dem är anpassade till att kunna appliceras på deras så kallade midjebälte. Dessa två batterier används inte endast till att förse verktyg med ström genom att bära dem på midjebältet. Batterierna kan även kopplas på Cramers verktyg direkt genom ett “klick”.[1] (Figur 2)

1.2

_​

Problembeskrivning

Cramers nuvarande produkter med batteri i en sele för med sig en del problem. Företaget har gjort valet att använda nästintill enbart materialet textil till bältet, men för att stadga bältet har företaget placerat en tunn skiva plast vid ryggtavlan. Plasten de använt sig av är för svag när batteriet är påkopplat för att hålla upp bältet tätt intill kroppen. Detta har lett till bekymmer ur både ett ergonomiskt- och kvalitetsperspektiv. Det bidrar till att bältet lutar med batteriet, som leder till att det blir obekvämt då det blir baktungt. Dessutom försvagas midjebältets bakre del i diagonalerna med tiden, vilket betyder att plasten som sitter inuti blir böjbar. Böjbar i diagonalen menas på, med ett överdrivet exempel, att plastens vänstra översta hörn går att böja till plastens högra nedersta hörn.

Cramers nuvarande lösning för att fästa batteriet i batterihållaren är ett kardborreband som går över batteriet. Denna lösning har flertal problem då kardborrebanden är opålitliga, det kan fastna smuts på kardborren som leder till att fästet blir sämre, den kan även med ett hårt ryck lossna lätt.

I dagens läge är infästningen av batterihållaren ett problem. Detta då infästningen enbart är med ett enkelt knäppe vilket ger upphov till att kåpan studsar mot kroppen, vilket resulterar i ett störningsmoment för användaren. Det är också problematisk med att snäppa ihop fästena när batterihållaren ska monteras på bältet, då det är trånga utrymmen.

Cramer säljer 3.0 Ah och 6.0 Ah batterier, som ska vara anpassade för verktyg samt batteribältet. Dessa batterier har olika höjder och därmed vikt. Företaget säljer även ett ryggbatteri med en kapacitet på 12 Ah som är anpassat för enbart “Selen med ryggplatta”. Detta kan vara problematiskt ifall kunden bara har de mindre men vill använda ryggselen av olika skäl. [1]

Cramer utvecklar som sagt produkter som används för utomhusbruk som utförs av både män och kvinnor. Deras produkter för batterierna är inte särskilt anpassade för en kvinnlig kropp, speciellt “selen med ryggplatta”.

1.3

_​

Syfte och problemfrågor

Syftet med uppgiften är att ta fram en förbättrad variant av Cramers nuvarande batteribälte. Detta skall resultera i att produkten kommer vara mer ergonomisk, tålig, smidig och anpassad till olika kroppstyper. Målet med denna konceptstudie är att ta fram en principiell lösning som uppfyller problembeskrivningen. Ett resultat som besvarar syftet och målet ges genom dessa frågeställningar:

1. Finns det ett bättre alternativt sätt att fästa batteriet på selen än vad som finns nu? 2. Går det att erbjuda en stabilare batterihållare än nuvarande?

3. Går det att utforma midjebältet på ett sådant sätt att produkten sitter mer stadigt mot kroppen än nuvarande?

1.4

_​

Avgränsningar

Detta projekt innefattar flera områden som behöver utredas. På grund av begränsad tid kommer fokusen ligga främst på att lösa frågeställningarna på ett effektivt sätt, därmed kommer inga djupare studier ske inom ergonomi. Endast det nödvändigaste kommer användas i detta projekt därför att ergonomi omfattar många aspekter.

Ytterligare en avgränsning är materiallära då det omfattar många områden, därför kommer detta arbete inte gå in djupgående på olika materials egenskaper och tillverkningskostnader. Tillverkningsaspekter kommer finnas i åtanke under projektets gång.

2

Teori

I det teoretiska ramverket presenteras teorier som grundas på litteraturer som är relevanta för examensarbetet. Med hjälp av litteraturstudien får det teoretiska ramverket underlag för att kunna besvara studiens frågeställningar.

2.1 Koppling mellan frågeställningar och teori

I denna studie finns tre frågeställningar för att kunna genomföra projektet och nå bäst resultat. Tabellen visar en överblick av de teorier som har koppling till frågeställningarna(se tabell 1). Det som är markerat med blått är kopplade till varandra.

Teori

Frågeställning

Tabell 1 - En överblick av de teorier som har koppling till frågeställningarna.

De teorier som påverkar alla tre frågeställningar i arbetet är produktutveckling, bootleg bootcamp och design. Detta på grund av att alla frågeställningar är ett eget

produktutvecklingsprojekt. Där av behöver varje del en egen utvecklingsprocess.

Frågeställning 1: _{​Finns det ett bättre alternativt sätt att fästa batteriet på selen än vad som}

finns nu?

För att besvara första frågeställningen så krävs det kunskap inom låsfunktioner, eftersom en nödvändighet är att batterihållare ska vara fastlåst med bältet under alla möjliga rörelser.

Tester av koncept är nödvändiga för att kunna besvara frågeställningen. Detta kan göras genom att tillverka prototyper med hjälp av friformsframställning till tester.

Friformsframställning tillåter smidig tillverkning av prototyper.

Frågeställning 2:_{​ Går det att erbjuda en stabilare batterihållare än nuvarande?}

För att besvara andra frågeställningen krävs samma erfarenheter och kunskaper som i frågeställning 1, då de har liknande arbetsprocesser och funktioner. Det är en nödvändighet att batteriet ska vara fastlåst i batterihållaren under alla omständigheter för att hållas på plats, därför krävs även kunskap inom olika låsfunktioner till detta problem med.

Frågeställning 3: _{​Går det att utforma midjebältet på ett sådant sätt att produkten sitter mer}

stadigt mot kroppen än nuvarande?

För att besvara tredje frågeställningen behövs en bättre förståelse om människokroppen därför tas specifika områden inom ergonomi upp. Midjebältet behöver utformas ur ergonomiskt perspektiv därför behövs bakgrundsfakta gällande modellering.

2.2 Produktutveckling

Produktutveckling är ett begrepp som beskriver processen om att förbättra en redan befintlig produkt eller utveckla en helt ny produkt. Det finns flera aspekter i dagens samhälle på produktutveckling såsom marknadsdriven, teknikdriven och samhällsdriven. Teknikdriven utveckling baseras på användning av ny teknologi, som öppnar för nya tillämpningar som marknaden inte kunnat förutse. Den är även ofta långsiktig då det kan ta lång tid innan användning av den nya tekniken etableras på marknaden. Den marknadsdrivna utvecklingen grundas på marknadens krav och vilka konkurrerande produkter som finns tillgängliga. Därför strävas det efter att på nya sätt kombinera samt effektivt utnyttja känd och beprövad teknik. En samhällsdriven utveckling baseras på lagstiftning och regler för till exempel miljöfrågor och säkerhet. Viktiga parametrar under produktutvecklingsprocessen är

produktkostnad, kvalitet, nya lagar, nya material och tiden från idé till färdig produkt som är klar för leverans. [2]

2.3 Bootleg Bootcamp

Empathize, define, ideate, prototype och test är olika steg i Bootleg Bootcamp. Denna designprocess är skapad av Institute of Design i Stanford. Processen gäller för flera olika intressenter och problem.

Det första steget, Empathize, är det arbete som utförs för att förstå användaren som designern utformar produkten för. I detta steg observeras interaktionen mellan användare och produkt. Utifrån detta kan slutsatser antas av dessa upplevelser för att upptäcka nya instinkter. Dessa insikter ger designern en vägledning till innovativa lösningar.

När förståelsen på användaren och dennes problem skapats, kan nästa steg inledas, define. Målet med detta steg är att definiera problemet som designern tagit sig an och knyter ihop det med vad som har antagits utifrån användaren.

Nästa steg i denna designprocess är ideate. Här är idegenerering i fokus. Under brainstormingen är kvantitet och mångfald viktigt för att kunna utforska ett brett lösningsutrymme.

I prototyp steget innebär det att de lösningar som framkommit får en fysisk form. En prototyp kan vara vad som helst som användaren kan interagera med, allt från en vägg av post it lappar till en produkt som byggts ihop. Prototypens syfte är att genom fysisk integration kunna förstora felen för att korrigera dessa innan en färdig produkt skapas.

Det sista steget i denna designprocess är test. I detta läge tar designern emot feedback på de lösningar som skapats och få en till möjlighet att ha empati för användaren. Dessa tester leder till att några fåtal lösningar kvarstår som går vidare till tillverkning. [3]

2.4 Definition av ergonomi

Begreppet ergonomi tillkom på 1950-talet och är läran om människan i arbete där samspelet mellan människan och arbetsredskapen har betydelse. Det som utmärker ergonomi är en

kombinerad kunskap om biologi, teknik och psykologi vid analyser av samspel mellan människan och arbetsredskap. [4]

2.4.1 Hållningar och rörelser med krafter

Inom ergonomi beräknas krafter på hur olika vikter och rörelser påverkar kroppen. Ett exempel är, om en person håller i ett föremål med armarna rakt ner, påverkas nedre ryggen. Föremålet upplevs tyngre desto längre handen sträcker objektet ifrån kroppen och högre påfrestning uppkommer för ryggen. Denna teori hänvisar till att det är skillnad på om ett föremål är nära kroppen eller hålls längre ifrån, se figur 3 nedan. Det bästa för kroppen är att hålla vikten nära, för att minska belastningen. [5]

Figur 3 - Illustration på hur vikter och rörelser påverkar stressen kroppen utsätts för.

2.5 Definition av Design

Design är det som är tilltalande för den aktuella individen med hänsyn till de egenskaper och kvaliteter hos produkten. Detta framkommer främst inom utveckling av varor, tjänster, processer, budskap och miljöer. [2]

2.5.1 Informationsdesign

Informationsdesign är framföring av vägledning på ett enkelt sätt att användaren skapar förståelse. Syftet är inriktning till en specifik målgrupp i ett speciellt sammanhang för att begripa användningen av föremålet. Därav ge information på ett sådant sätt att användaren kan förstå funktionen snabbt. Informationsdesign framgår främst i situationer gällande etiska funktioner. Detta syns främst på skyltar, visuella skärmar, tolkande grafik och utställningar för att presentera information.[6]

2.5.2 Form

Form tillkom från det latinska ordet “fo`ma”, vilket innebär utseende, gestalt och form. Form förklaras på åtta olika sätt, såsom:

1. Form belyser ett externt sätt att vara fixad, ett yttre utseende och grafisk form. 2. Bildkonst har kännetecken av form som existerande eller avsaknad yttre figur.

3. Bildspråk har meningen av form som en utförande variabel med en fri yttre form, som är rund eller oval. Den borde inte innefatta begränsningar av linjer.

4. Semiotiken säger att form är det som inte går att ersätta med tecken. Där bestämmelser tillkommer och ger föremålet en identitet.

5. Ett fysiskt befinnande.

6. Behållare, delbar för gjutning. 7. Sociala bestämmelser.

8. Sort, en specifik typ. [7]

2.6 Definition av funktion

Ordet funktion beskriver ett samband mellan olika variabler som kan vara beroende eller oberoende av varandra. Funktioner kan nyttjas inom produkter som till exempel ett sätt att fungera på. [2]

2.6.1 Låsfunktion

Låsfunktion innefattar funktioner som är konstruerade på ett sätt som gör att en eller flera komponenter sätts ihop med hjälp av en viss rörelse. Inom begreppet låsfunktion kan konstruktioner såsom fjädring, knäppe, hake och spärr förekomma. [8]

2.6.1.1 Hake

I en haklåsningsfunktion fästs en del med den andra med en upphöjning eller ett hål. En fjäder kan kombineras med denna funktion och skapa ett halvautomatiskt lås. Fjädern tillåter elastisk deformation. Vilket gör att genom att det först läggs på en tryckkraft, kan sedan komma tillbaka till ursprungsform vid släppning. Denna funktion används på till exempel bilbältsknäppen, där knappen trycks in för avlossning av bältet och sedan återtar sin ursprungsposition. [8]

Figur 4 - Illustration på ett exempel av en hake [9]

2.6.1.2 Knäppe

Ett knäppe är en anordning som låser fast saker. Den kan vara utformat på flera olika sätt, det vanligaste är en design som ni ser nedan i figur 5. Anordningen används som en låsfunktion på många vardagliga föremål som till exempel cykelhjälmar och väskor.

2.6.1.3 Snäppe

En snäppfunktions eller en så kallad snäppförbandslåsning förekommer genom att fästelementen fjädrar elastiskt vid monteringen. Det finns både demonterbart snäppe och permanent snäppe. Med en lätt lutning samt radie kan snäppet enkelt komma ifrån hindret, medan vid en permanent låsning konstrueras raka väggar som snäppet greppar fast vid. [10]

Figur 6 - Illustration på ett exempel av en snäppfunktion (vänster är demonterbar och höger är en permanent) [10]

2.6.1.4 Skjutregel

En skjutregel är en typ av låsningsfunktion där en axel dras in i ett cirkulärt hål. Med en rotation i samband med dragningen möjliggörs ett lås. Dessa lås används främst till dörrar och grindar.

Figur 7 - Illustration på ett exempel av en skjutregel [11]

2.7 Semiotik

Semiotik är vetenskapen om symboler och tecken samt deras betydelse. Semiotiken sammanfattar och tyder vad för information som vill förmedlas genom färger, strukturer, rörelser, vinklar, ljud, interaktioner, texturer med mera. Dessa intryck kan leda till att människan tolkar intrycken som tecken. För att dessa intryck ska fortsätta uppfattas som tecken krävs det att de förses med mening. En enkel förklaring är att tecken kan uppfattas av allt så länge det förses med en betydelse.

Det finns åtta grundprinciper inom semiotik.

1. Ikon - kan vara till exempel ett foto eller en avbildning.

2. Index - ett exempel på ett index är att en pöl kan visa att det regnade för en stund sedan.

3. Symbol - Symboler är ett smidigt sätt tecken på att förmedla en funktion eller en process. Symboler kan vara ett märke eller en karaktär som till exempel en pil.

4. Denotation - Denotation är en synonym till extension och är till exempel vad vi ser på en gång i en bild.

5. Konnotation - Konnotation är en synonym till intension.

6. Metafor - Det är ett bildligt uttryckssätt där likheter motiverar att en sak byts. 7. Metonymi - Det är att en sak representerar något helt annat.

8. Kod - Det är en uppbyggnad av regler och kunskap. [12]

2.7.1 Semantik

Semantik betyder tecken och härstammar från det grekiska ordet “sema”. Användarens upplevelse av produkter är något en produktutvecklare bör ta hänsyn till för att skapa nöjda kunder. Genom att designa en produkt förmedlas olika känslor, funktioner och uttryck.

K.Buhrer har tagit fram en modell som används för att formulera budskapet hos produkten.

Modellen innehåller fyra funktioner. Den första är _{​att beskriva, ​det är produktens färg, form}

och struktur. Det är ett tecken som ska beskriva produktens tillämpning. Den andra

funktionen är _{​att uttrycka​, människor upplever en produkt olika men detta kan man påverka}

genom att ha en planerad produkt. Formen av produkten utformas efter vad det önskade

uttrycket är. Den tredje är _{​att uppmana​, användaren uppmanas till att reagera på ett specifikt}

sätt genom form och design. Den fjärde och sista är _{​att identifiera​, genom form och design}

2.8 Friformsframställning

Friformsframställning även kallad 3D-skrivare är en tillverkningsteknik som framställer tredimensionella strukturer som skapas lager för lager. Dessa modeller tas fram genom till exempel CAD-data “Computer Aided Design and Drafting”. Tekniken bakom detta går ut på att, vanligtvis plast, extruderas ut genom ett munstycke som placerar plasten skikt för skikt i tunna lager enligt den ritade designen. Denna metod används främst för

prototypframtagning.[14]

2.8.1 FDM  

FDM eller “fused deposition modeling” är en metod för 3D-utskrift. FDM används för

tillverkning där en termoplast, så kallad filament, hettas upp förbi glasövergångstemperaturen och deponeras sedan ut i enstaka lager på en tryckbädd. Lagerna smälter samman för att skapa ett 3D-objekt. Det finns många material som kan användas av denna metod som

exempelvis vanliga termoplaster och metall- eller träinfuserad termoplast. Denna metod är ett enkelt och billigt sätt att uppnå 3D-utskrift och dominerar marknaden. [15]

2.9 Material

2.9.1 PC/ABS

PC/ABS är en plast med en blandning av egenskaper från både polykarbonat och

akrylnitrilbutadienstyren. Denna blandning av plast får de mekaniska egenskaperna, slag- och värmetålighet från PC (polykarbonat) samt den goda bearbetningsprocessen från ABS

(akrylnitrilbutadienstyren). Dessa egenskaper ger ett material som är tåligt, drag- och böjbart men även styvt. Materialet är även återvinningsbart. [16]

2.9.2 PA6GF30 

En kombination av polymeren Polyamid (PA) och glasfiber (GF) skapar ett material med enastående egenskaper. PA är en termoplastisk konstruktionspolymer som i sig har hög seghet. Genom modifikationer med vanligtvis olika slags fibrer kan ett brett område av egenskaper uppnås. PA6GF är en polyamid med 30 % glasfiberförstärkning. Materialet erbjuder ett styvt material som är beständigt mot krympning. Materialet är användbart hos de produkter som utsätts för statiska belastningar vid höga temperaturer och längre tider. [17]

3

Metod

I detta kapitel ges en beskrivning av produktutvecklingsprocessen och de metoder som ligger som grund för examensarbetet.

3.1 Koppling mellan frågeställningar och metod

I denna studie finns tre frågeställningar för att kunna genomföra projektet. För att kunna besvara dessa frågeställningar används liknande metoder för att besvara alla. Därför är upplägget snarlikt för varje frågeställning. Det första som behövs för att kunna besvara dessa frågeställningar är att planera utförandet av projektet. Detta kommer planeras genom ett GANTT-schema samt veckoplaneringar för noggrannare struktur. Planeringen kommer ligga till grund för att klara av uppdraget med det tidsintervall som är givet av Tekniska högskolan i Jönköping.

Innan lösningar börjar skapas behövs förstudier, produktspecifikation och funktionsanalys. Dessa metoder behövs för att få en enklare förståelse av problemet och därmed kunna klara av uppgiften genom att den nödvändiga informationen samlas. Inom projektet studeras befintliga lösningar på liknande problem genom konkurrentanalyser, detta för att kunna jämföra för- och nackdelar mellan produkterna. Under projektet kommer även verktyg som en 3D-skanner användas, för att få fram former som kan hjälpa till i skribenternas

tankeprocess.

Efter planering och nödvändig insamlad information startar brainstormingen där skisser och enkla modeller tas fram för att lösa de tre olika problemen. Därefter tillkommer sållning för att minska antalet koncept. Här används elimineringsmatriser och Pughs matris i

frågeställning 1 och 2. I frågeställning 3 används tester för att komma fram till de mest effektiva funktionerna, för att lösa uppdraget.

Under projektet genomförs solidmodellering för att kunna skapa tydliga och detaljerade lösningar. Med dessa kommer 3D-skrivna modeller formas för att skapa prototyper. De

konstruerade prototyperna kommer ligga i grund för de beslut som görs, samt ge mer förståelse kring samspelet mellan de olika komponenterna som skapas.

I slutskedet genomförs flera tester av midjebältet för att kunna jämföra för- och nackdelar med referensmodellen samt konkurrentens midjebälte. Med hjälp av dessa valda metoder kan ett slutkoncept introduceras, som besvarar frågeställningarna med de krav som krävs för att lösa uppdraget.

3.2 Planering av projektet

Under projektet behövs struktur för att nå målet därför används riktlinjer, delmål samt tidsplanering. Vid riktlinjer planeras det hur målet skall uppnås och vad som främst behöver göras för att nå det. Delmålen sker under varje vecka för att veta vad som behöver klaras av för att kunna gå vidare till nästa steg i projektet.[2] En tidsplanering skapas för att se vad som behövs göras samt hur mycket tid som finns tillgänglig för att slutföra projektet.[18]

3.2.1 GANTT-Schema

Ett GANTT-schema har gjorts för att kunna visualisera den tid som finns och behövs till varje moment. Detta för att få en bättre helhetsbild över projektet. GANTT-schemat gör att aktivitetsplanen finns i åtanke, där aktiviteter utgör rader och kolumnerna är tidsaxeln.[19]

3.3 Förstudier

För att kunna förstå problemen behövs förstudier. Detta tas fram genom användaranalyser, observationer samt en kravspecifikation. En förstudies främsta uppgift är att ta fram förutsättningarna för ett projekt. Innehållande analyser kring nuläget, omfattningen av projektet utreds samt innehållet struktureras. [20]

3.3.1 Användaranalys

En användaranalys besvarar vilken målgruppen är, när den används och hur den används. Syftet är att få en helhetsbedömning över produktens samspel med användaren och andra påverkande faktorer. [21]

3.3.2 Observation

Observation är iakttagelser, registreringar av intryck, vetenskapliga metoder för insamling av data. Detta används för att bevisa fakta och förhållanden. I detta projekt görs det för att få en klarare bild av uppgiften och dess problem. [22]

3.3.3 Intervju

Intervju är en teknik för att anskaffa information genom att ställa frågor, vilket sker genom att intervjuaren kommunicerar med personen som ska intervjuas. Metoden genomförs med ett bestämt syfte där alla inblandade är med på temat och situationen. För en strukturerad

intervju krävs det en noggrann planering och arbetet intervjuaren har utfört. Det positiva med strukturerade intervjuer är att säkerställa att alla personer hanteras rättvist, vilket även bidrar till högre träffsäkerhet av personens bedömning.

Inom forskning och studier används ofta metoden kvalitativ intervju vilket innebär att frågorna är är väldigt öppna för att ge utrymme för den person som blir intervjuad att svara. Det positiva med dessa sorters intervjuer är att det kan ge insikt om personens beteende, drivkrafter och prioriteringar som det inte går med kvantitativa intervjuer och enkäter. [23]

3.3.4 Kravspecifikation

I en kravspecifikation konstateras de funktionella kraven. Specifikationen tar fram de krav produkten behöver för att kunna uträtta dess funktion som efterfrågas. Under projektets gång tas det successivt fram nya detaljer och vidareutvecklingar av koncept utefter satta

specifikationer. [2]

3.4 Funktionsanalys

I detta projekt används funktionsanalys som ett sätt att analysera produkten genom att dela upp relevanta funktioner med huvudfunktion, nödvändiga funktioner samt önskvärda funktioner. Huvudfunktionen beskriver vad för syfte produkten skall innefatta, vilket anses vara ett krav på produkten. Den nödvändiga funktionen behövs för att kunna uppnå

en extra upplevelse. Alla dessa funktioner beskrivs med hjälp av ett verb och ett substantiv,

exempelvis “_{​erbjuda transport​”. Detta används för att dela upp problemen i olika kategorier}

för att lättare kunna finna lösningsförslag. [2]

3.5 Konkurrentanalys

En konkurrentanalys har framställts för att se vad som finns på marknaden och att se konkurrenternas eventuella lösningar på problemen. Det ger en överblick av konkurrensen inom området, vilket ger en förståelse kring konkurrenternas framtidsplaner och de nya produkter som kommer. Analysen samlar ihop fakta som finns på marknaden.[2]

3.6 Brainstorming

Brainstorming är en av de viktigaste delarna i projektet, med den metoden kan kreativiteten flöda och alla innovativa lösningar komma fram. Det finns fyra grundregler för denna process och den första är att det inte finns dumma idéer, den andra är att idéer får ej kritiseras, den tredje är att bygga på och utveckla varandras idéer och den sista är hellre kvantitet än kvalitet.

Det finns ett flertal varianter av brainstorming, som till exempel brainwriting och stop and go. Brainwriting innebär att brainstorming av idéer sker individuellt för att sedan rotera runt bordet där resterande av gruppen får utveckla på varandras idéer. Stop and go är en variant där idéer genereras i 3-5 minuter sedan tas en lika lång paus för att kunna samla tankar och granska idéerna, för att sedan upprepa allt igen. [24]

3.6.1 Skisser

Inom flera yrken används skisser för att visualisera idéer och lösningar. Det är ett bra sätt för att kunna kommunicera sina idéer med varandra. Det ger även ett underlag för att kunna formge sin konstruktion. [2]

3.7 Sållning av koncept

Sållningar av koncept görs för att endast jobba vidare med de lösningar som uppfyller de krav

3.7.1 “Gut Feel”-metod

I Gut feel metoden arbetar individer med magkänslan. Under arbetet sker beslut från magkänslan om lösningen har potential till vidareutveckling. Denna metod används för det mesta av erfarna och de med mycket kunskap inom sitt område. Den går ut på att onödiga och orealistiska lösningar sållas bort. [2]

3.7.2 Elimineringsmatris (Go/No-Go)

I en elimineringsmatris så elimineras de lösningar som inte uppfyller de krav som är specificerade. Metoden tillämpas tidigt i sållningsprocessen för en grov sållning av de orealistiska och sämre lösningarna.

En elimineringsmatris utförs korrekt med att rada upp flera koncept och betecknar de med olika tecken, som motsvarar om de klarar av kravet eller inte. Där (+) motsvarar att konceptet gått vidare och (-) motsvarar att konceptet inte går vidare i utvecklingsprocessen. Det finns även (?) som innebär att mer tilläggsinformation krävs och (!) som innebär att de behöver kontroll av produktspecifikationen. Utifrån dessa resultat beslutas det vilka koncept som går vidare för utveckling och vilka som avslutas.[2]

3.7.3 Pughs matris

Under sållningsprocessen genomförs även pughs matris. Pughs är en metod för att på så objektivt och systematiskt sätt välja den mest optimala av flera lösningar på ett problem.

För att utföra en korrekt pughs matris så skrivs det kriterier, konceptlösningarna samt en referenslösning som till exempel kan vara den befintliga produkten. Denna metod jämför sedan varje koncept med referensen huruvida konceptet uppfyller kriterierna. Är lösningen bättre än referensen skrivs ett (+), är den sämre (-) och är den lika bra (o). När alla kriterier har satts ut summeras resultaten och de bästa koncepten väljs om de ska vidareutvecklas eller inte. [2]

Figur 9 - Ett exempel av hur en Pughs matris är uppbyggd

3.8 Solidmodellering

För att kunna skapa 3D-utskrivna prototyper krävs en 3D-modell. De CAD (computer-aided design) program som skall användas under solidmodelleringen är Solidworks och Catia. Solidworks kommer användas under prototyparbetet. [25] Många prototyper kommer skapas, så det krävs kunskap för en snabb process. Catia kommer användas för den slutgiltiga

3.9 3D-utskrift

Den metod som valts att arbeta med är CAD, det gör att den mest passande metoden för prototyperna är 3D-utskrift. 3D-skrivaren Makerbot på JTH använder sig av metoden FDM eller “fused deposition modeling” som det står för. (tidigare förklarad i teoretiska ramverk “2.7 Friformframförställning” och 2.8.1 “FDM”).

3.10 3D-skanner

Tredimensionell skanner även kallad 3D-skanner används för att framställa befintliga objekt virtuellt. Det går ut på att skanna till exempel en produkt eller form som sedan blir synlig på datorn. Denna går att spara ner som en STL-fil (filformat) som i sin tur går att ha som mall vid skapande av 3D-modeller av produkter. Det är även vanligt att formatet används för 3D-utskrift. [27]

En STL-fil (Standard Tessellation) är ett filformat som beskrivs som en triangulär representation av ett 3D-objekt. En STL-fil visar ytan på modellen som en serie anslutna trianglar. Detta filformat används främst för att det går att öppna upp i de flesta

CAD-program.[28]

3.11 Test

För att få ut konkreta slutsatser som kan ligga i grund för beslut, så ska tester ske och jämföras. Prototyper kommer även skapas för att kunna genomföra fysiska tester av produkten. [2]

3.11.1 Prototyp

En slutprodukt kommer skrivas ut som överensstämmer med den färg, form, funktion och material som har sållats fram. [2]

4

Genomförande

I detta kapitel ges en beskrivning av studiens genomförande och resultat. Kapitlet är dokumenterat i den ordning arbetet genomförts.

4.1 GANTT-schema

I början av examensarbetet utfördes en tidsplanering av projektet, i form av ett

GANTT-schema. GANTT-schemat innefattar en planering på varje dag under projektets gång, där visas varje genomförande moment, se bilaga 1.

4.2 Förstudie

En förstudie utfördes för att få en bättre förståelse gällande problemen som skulle lösas, konkurrenters lösningar och kundens behov. Under förstudiefasen användes metoderna användaranalys, observation, intervju, konkurrentanalys, kravspecifikation och

funktionsanalys. Utöver dessa metoder studerades batteriets kraftpåverkan, ergonomi och med hjälp av en 3D-skanner olika kroppars svankar.

4.2.1 Användaranalys

Användaranalysen utfördes av tester på först Cramers eget midjebälte. Testerna gjordes på sju testpersoner, se bilaga 3. Dessa tester genomfördes för att observera hur formerna påverkar bältet. Syftet med en användaranalys är att skapa en översikt på hur den allmänna- och yrkessektorn upplever prototypen.

4.2.1.1 Observation

Observationer genomfördes under testerna av produkterna. Det var sju personer i den allmänna sektorn som fick testa midjebältet. Där analyserades de utefter hur de integrerade med Cramers midjebälte.

Observationerna utfördes genom att varje individ skulle få ta Cramers bälte för att sätta det på den bekvämaste platsen vid höften. Det antecknades om hur de tog på sig bältet och hur högt

eller lågt produkten placerades på midjan. Dessutom fick testpersonerna beskriva hur de upplevde produkten. Under testet placerade de flesta av deltagarna bältet längre upp vid höfterna.

Figur 10 - Tester på Cramers batteribälte

4.2.1.2 Intervju

Testpersonerna fick ta del av en intervju under testet för midjebältet. Kvalitativa intervjuer valdes att genomföras istället för kvantitativa undersökningar, till exempel en enkät.

Testpersonerna besvarade frågor gällande deras upplevelse av bältet samt om de ville ändra något. Dessa frågor ställdes samtidigt som testpersonerna hade bältet på sig. I tabell 4 nedan, betyder styvhet i y-led att midjebältet inte ska kunna böjas från toppen av bältets ryggplatta mot nedre. Formbarhet i x-led har betydelsen att midjebältet ska kunna böjas så att bältet kan sättas runt omkring midjan.

Under testet och intervjun upptäcktes det missnöjen med bältet. I tabell 4 ovan, så var det många som påpekade problematiken med att den var för baktung, trycker in magen på ett obekvämt sätt samt att midjebältet behöver förstärkas. Detta för att lyfta upp batteriet vilket medger att den följer kroppens former. Ett annat störningsmoment testpersonerna tog upp var att batteriet studsade mot kroppen och upplevdes ostadigt när batteriet hängde mot rumpan vid rörelser.

4.2.2 Konkurrentanalys

En konkurrentanalys togs fram genom att analysera fyra konkurrenter inom området. Detta för att kunna ta inspiration till vidareutveckling av Cramers nuvarande midjebälte samt se hur konkurrenterna har löst samma problem. I analysen läggs fokusen främst på material,

tillverkningsmetoder, befintliga lösningar, placering av batteri, former och storlek.

4.2.2.1 Husqvarna

Den första analysen skedde på Husqvarnas batteribälte, se figur 11 nedan.

Figur 11 - Husqvarnas batteribälte[29]

Genom att endast iaktta bilder på batteribältet konstaterades det att deras batterihållare är fastspänt till två komponenter, en nertill och en upptill. I iakttagelsen insågs att två fästningar med denna position gör att batterihållaren sitter stabilt intill midjebältet. Dessutom kunde det konstateras att denna produkt har fem infästningsmöjligheter och batteriet placeras på bältets baksida.

I senare skede fanns tillgång till produkten i verklig form för att kunna göra ytterligare reflektioner och tester. I och med detta bekräftades det att två infästningspunkter gav ökad stabilitet för batteriet. Cramers använder endast en infästning. Här kunde det även konstateras

om tillverkningsmetoder, såsom att infästningen inte behöver ha inslag av textil. På

konkurrentens produkt har de plastinfästningar som är fastmonterade på midjebältet, vilket bidrar till att batterihållaren och bältet ligger nära varandra.

Under ytterligare undersökningar jämfördes remmarna som låser fast batteribältet runt kroppen. Här märktes att Husqvarnas lösning var stabilare än Cramers, på grund av att remmen är mer fastlåst. Med detta menas att den inte kan röra sig i y-led, vilket gav ett stabilare resultat.

4.2.2.2 For_q

For_q är ytterligare ett företag som har batteribälten. Deras design är utformad att batteriet sitter framtill istället för på svanken som Cramers och Husqvarna har. Denna placering kan ifrågasättas då många armrörelser sker i detta område, vilket kan göra att batteriet är i vägen.

Figur 12 - for_qs batteribälte[30]

Batterihållaren på denna variant täcker inte hela batteriet vilket Husqvarnas och Cramers gör. Med ett slittåligt batteri finns det potential att använda sig av liknande lösning då mindre material krävs, vilket kan bidra till minskad kostnad av material.

4.2.2.3 Bosch

Bosch är ett konkurrerande företag då de har ett batteribälte i produktsortimentet. Designen har också här ett batteri som inte är helt förslutet av en skyddskåpa. Det är en stor platta på

svanken, vilket gör att batteriet sitter stabilt och fastlåst mot svanken. Ett problem som kan ske är att rumpan kan vara i vägen för att låta midjebältet placeras helt intill kroppen.

Figur 13 - Bosch batteribälte[31]

4.2.2.4 STIHL

STIHL är en konkurrent inom batteribälteprodukter och valdes att analyseras. Iakttagelser av produkten ledde till att slutsatsen kunde tas kring att denna produkt efterliknade Cramers produkt. Batterihållaren samt infästningen hade snarlik design och utformning.

Figur 14 - Stihls batteribälte samt ryggsele och batterihållare[32]

En fråga som uppkom i samband med dessa bilder var om det är skönare när ryggpartiet går upp i en halvcirkel eller ner, se figur 15 nedan. Både Cramer och STIHL använder sig av den formen medan Husqvarna och Bosch har cirkeln nedåt.

Figur 15 - Stihls batteribälte som visar en baksida med en halvcirkel uppåt. [32]

Ytterligare en faktor som skiljde Cramer och STHIL ifrån de andra är att deras batterihållare är gjorda av plast. Dessutom har de andra en kopplingsfunktion mellan batteriet och dess hållare som gör att de “klickar i” varandra.

4.2.3 Tester av Husqvarnas batteribälte

När mer information om konkurrenternas batteribälte hade tagits fram, utfördes tester på Husqvarnas midjebälte. Testerna skedde på både kvinnor och män i olika åldrar från 22 till 26, där de fick känna på hur produkten upplevs, se bilaga 4. De fick placera bältet på kroppen utefter vad de ansågs kändes bäst, utan yttre påverkan i form av kommentarer från andra medverkande testet.

4.2.3.1 Intervju och observation

Under testerna fick testpersonerna besvara huruvida midjebältet upplevdes på kroppen. De fick sedan besvara frågor angående produkten. Samtidigt blev de observerade. Resultaten sammanställdes i en tabell, se tabell 5 nedan.

Tabell 5 - Tabell på de upplevelser och observationer som skedde under tester av Husqvarnas batteribälte.

4.2.4 Batteribältets kraftpåverkan

Resultaten av testerna visade att batteriet hänger ner och bidrar till att produkten blir baktung. I teorin är batteriets gravitationskraft nedåt vilket medför att batteriet vill åt det hållet. Då det blir en lutning i midjebältet med batteriet vill batteriets övre del tryckas utåt medan nedre delen inåt, se figur 17 nedan. Detta problem har Cramers nuvarande produkt försökt lösa med en så kallad “kudde” som sitter i batteriets nedre ände mot kroppen.

Figur 17 - Illustration av batteribältets krafter

Ur ett ergonomiskt perspektiv och den begränsade plastytan i åtanke anses den nuvarande placeringen av batteriet i batterihållaren sitta bäst. Därför att tyngdpunkten placeras närmast kroppen samtidigt som fler batterier kan sitta på bältet i en rad horisontellt.

4.2.4.1 Ergonomisk aspekt

Inom ergonomi hävdar teorier att desto längre ut en vikt är ifrån kroppen blir det tyngre för kroppen. Därför är en kort hävarm bäst för att minska vikten för kroppen. I en ergonomisk synpunkt är det bäst för kroppen att bära lätta föremål. Detta för att minska risk för

belastningsskador. Dessutom blir det svårare och svårare för kroppen med tiden, om personen i frågan bär på ett föremål. Målgruppen i denna studie arbetar flera timmar i veckan där de bär på trädgårdsverktyg samt batteribältet.

4.2.5 3D-skanner

I förstudien skannades olika kroppsformer in i datorn för att kunna se likheter och olikheter på kropparna. Skanningen skedde på både kvinnor och män i olika åldrar från 21-27, se bifogad bilaga 6. Testpersonerna som skannades har alla en svank, där vissa av kropparna har mer än de andra, se figur 18 nedan.

Figur 18 - Skannade bilder av olika kroppsformer

4.2.6 Kravspecifikation

Två olika kravspecifikationer krävdes i detta projekt för att kunna besvara frågeställningarna. Det krävdes därför att frågeställningarna har tre egna utvecklingsprojekt inom områdena midjebältet och batterihållaren. I slutet ska alla dessa lösningar sammanfogas till en

slutprodukt. En kravspecifikation genomfördes tidigt i projektet för att tydligt stapla upp de krav och önskemål slutlösningen ska innefatta. Kravspecifikationen framställdes tillsammans till en viss del med företaget, men skapades även utifrån tester av Cramers produkt samt Husqvarnas. På midjebältet låg fokuset mest på stabilisering.

Kravspecifikation Midjebälte

Krav Begränsningar Rangordning

Placeras stadigt mot kroppen 0-10 mm bör

Bära vikt minst 3,1 kg skall

Vikt av midjebältet <Nuvarande vikt bör

Matcha Cramers produktsortiment Innehålla designelement från Cramer Skall

Tabell 6 - Kravspecifikation av midjebälte

Till batterihållaren fokuserades det på ett flertal faktorer. Ett problem som uppstod under testperioden var infästningen mellan hållare och bälte. Infästningen bidrar till att batteriet lutar sig bakåt, detta leder till försämrad kvalité av produkt. Utifrån fästningen så var ett potentiellt materialbyte i åtanke enligt företagets önskemål.

Kravspecifikation Batterihållare

Krav Begränsningar Rangordning

Bära vikt minst 3,1 kg skall

Kontakt med bälte 0-10 mm bör

Matcha Cramers produktsortiment Innehålla designelement från Cramer Skall

Anpassbar För båda batterierna

Vikt av batterihållare <Nuvarande vikt bör

Tabell 7 - Kravspecifikation av batteribälte

4.2.7 Funktionsanalys

Två funktionsanalyser skapades för att kunna tillgodose de olika behoven som behövdes för att besvara frågeställningarna. Funktionsanalysen ger enbart beskrivning på funktioner och inte hur de skall lösas, utan det sker i senare skede i arbetet. Se tabell 8 och 9 för att se fullständigt resultat av funktionsanalyserna, där huvudfunktionen för midjebältet är att “erbjuda transport av batterihållare” och batterihållaren är att “Erbjuda förvaring av batteri”.

Midjebälte

Funktion Klass Anmärkning

Erbjuda transport H av batterihållare Erbjuda påkoppling N av batterihållare Erbjuda Stabilitet/kvalitet N

Tillhandahålla förvaring Ö av extra verktyg

Erbjuda Komfort Ö

Tillhandahålla användarvänlighet Ö

Skapa Image Ö

Batterihållare

Funktion Klass Anmärkning

Erbjuda Förvaring H av batteri

Underlätta Fästning N

Tillhandahålla koppling N med sladd till batteriredskap Tillhandahålla stabilitet N av batteri

Förse användarvänlighet Ö

Skapa Image Ö

Tabell 9 - Funktionsanalys av batterihållare

I funktionsanalyserna har funktioner som är baserade på hur produkterna skall vara sammankopplade varit främst i fokus, då detta är nödvändigt för att hela produkten skall fungera. Därefter är stabilitet ett viktigt faktum som Greenworks ansåg.

4.3 Frågeställning 1

Efter att en förstudie hade fastställts påbörjade processen av att kunna besvara frågeställning 1. För att kunna göra det användes Bootleg Bootcamp (se 2.3).

4.3.1 Konceptgenerering

Under konceptgenerering utfördes metoden brainstorming för att generera många lösningar till fästningarna som möjligt. Under brainstormingen var målet kvantitet och inte kvalitet för att få fram flera koncept. Fokusen låg på hur funktionen skulle fungera samt låsningar som sedan ska kunna kombineras mellan midjebältet och batterihållaren. Detta ledde till

vidareutveckling av koncepten.

4.3.1.1 Brainstorming

Brainstormingen utfördes genom att sitta med varsitt skissblock och penna, för att skissa ner alla idéer. Efter några minuter återkopplades och jämfördes idéerna utan att någon var kritisk. Inspiration togs från vardagliga föremål, som till exempel låsningen från en kaffekokare och klämmor men även från konkurrenter och Cramers egen produktserie. För att undvika att konceptgenereringen skulle vara begränsad så undveks kraven. Olika lösningar som kom upp under genereringen var främst “slide-in” funktioner och knäppen. När koncepten var färdiga sållades några få bort med “gut feel”-metoden eftersom de var för orealistiska.

4.3.2 Konceptframtagning

Efter att brainstormingen var avslutad påbörjades konceptframtagningen. De koncept som beslutades att vidareutvecklas skissades fram. I denna fas togs de krav som behövde uppfyllas hänsyn till, exempelvis att konceptet ska vara fastlåst och bidra till närkontakt mellan

batterihållare och midjebälte. Av alla idéer sållades åtta koncept fram för vidareutveckling och en noggrannare utveckling.

Figur 19 - illustration på koncept 1

Figur 21 - illustration på koncept 3

Figur 23 - illustration på koncept 5

Figur 25 - illustration på koncept 7

4.3.2.1 Konstruktion

De skissade koncepten 3D-modellerades sedan i CAD programmet Solidworks. Där de olika delarna för varje koncept sattes ihop i en assembly/sammanställning. Detta gjordes för att kunna se hur måtten blev och för att få en tydligare inblick i hur funktionerna fungerade. Modelleringen underlättade även prototyparbetet.

4.3.2.2 3D-utskrift

Fysiska prototyper skapades genom att skriva ut de åtta koncepten med hjälp av 3D-skrivare i mindre skalor. Detta gjordes för att fort kunna se om funktionen fungerade som tänkt att den ska göra i verkligheten och ge underlag för vidareutveckling. Tester gjordes för att jämföra de olika koncepten mot varandra och se vilka som kräver förbättring, även sålla bort de som ansågs ha minst potential.

Figur 27 - Illustration på koncept 1 i 3D-utskrift samt ritningar

Koncept 1 “T-stop” är ett koncept där fästningen utformades som ett T för att batterihållaren och midjebältet smidigt och lätt skulle glida in i varandra. Urgröpningen i ena fästningen går inte enda ner därför att den andra fästningen inte ska kunna glida rakt igenom. Konceptet är inte fastlåst i alla lägen utan fästena kan glida ur varandra om de vänds upp och ner..

Figur 28 - Illustration på koncept 2 i 3D-utskrift samt ritningar

Koncept 2 är ett T-format koncept där ena änden av pinnen (som är fäst på batterihållaren) glider in i den övre infästningen med hjälp av en lutning för att sedan få ner den andra änden i den nedre infästningen.

Figur 29 - Illustration på koncept 3 i 3D-utskrift samt ritningar

Koncept 3 går ut på att glida in ena sidan i den andra, där det sedan sker ett stopp när den sitter på plats. Denna lösning är inte heller fastlåst i alla riktningar utan kan åka ut när bältet är upp och nedvänt.

Figur 30 - Illustration på koncept 4 i 3D-utskrift samt ritningar

Koncept 4 innehåller två funktioner som jobbar tillsammans. På den övre sker fästningen som låser fast hållaren med ett slags “in klick” medan den nedre är en V-formad lösning som bara

ska sätta hållaren på plats genom att glida in i varandra.

Figur 31 - Illustration på koncept 5 i 3D-utskrift samt ritningar

Koncept 5 går ut på att klicka fast bitarna och sedan genom en knapp låsa upp den för borttagning. Vid underkanten sticker det ut en cirkulär stång som tillåter batterihållaren att vinklas in till knappfästningen.

Figur 32 - Illustration på koncept 6 i 3D-utskrift samt ritningar

Koncept 6 är lik nuvarande lösning med knäppe funktionen. Genom att dra in bitarna i varandra så klickas bitarna ihop med ett knäppe där nere. För att hålla närkontakten används samma lösning som på koncept 8 på överkanten.

Figur 33 - Illustration på koncept 7 i 3D-utskrift samt ritningar

Koncept 7 är en kombination av koncept 1 och 6. Med ett knäppe och T-format koncept glider dessa två bitar ihop och med ett klick blir fastlåst under flera olika rörelser.

Figur 34 - Illustration på koncept 8 i 3D-utskrift samt ritningar

Koncept 8 går ut på att de två delarna glider in i varandra och spänns fast. I den positionen låser de sig fast med hjälp av en lutning och en liten hake under “flärparna”

4.3.3 Första sållning av koncept

Sållning av de åtta koncepten skedde efter konceptframtagningen med hjälp av olika metoder och matriser.

4.3.3.1 Gut-feel metoden

Redan under konceptgenerering skedde första sållningen med hjälp av “Gut feel”-metoden. Koncept som inte hade någon potential för vidareutveckling eller som var för orealistiska att kunna tillverka sållades bort i detta skede med intuition. Denna metod resulterade i 8 koncept.

4.3.3.2 Elimineringsmatris (Go/No-Go)

En elimineringsmatris utfördes när testerna av modellerna var gjorda. Koncepten

utvärderades ifall de uppfyllde kraven, fastlåst på batteribälte, bidrar till närkontakten mellan bälte och batteri, användarvänligt och lättillverkning. Resultaten av matrisen kan ni se nedan i tabell 10.

Tabell 10 - Elimineringsmatris (Go/No/Go)

Koncept “T-stop-stop”, “knappen”, “side-klick” och “T-klick” valdes att gå vidare direkt då de uppfyller alla krav, men “rälsen” och “Slide” krävdes vidareutveckling om de skulle gå vidare eftersom de saknade vissa funktioner som till exempel fastlåsning.

4.3.4 Tester av koncept

Under vidareutvecklingen insågs det att koncept “knappen” och “Side-klick” inte skulle vidare till denna fas. “Knappen” hade brister i konstruktionen. “Slide” sållades bort på grund av att den inte uppfyllde kravet att den ska vara fastlåst. “T-klick sållades bort för att den inte är användarvänlig, eftersom den var klurig att få loss på grund av mellanrummet mellan batteri och bälte.

Fysiska tester med batteri och midjebälte utfördes därför bara på de resterande

vidareutvecklade koncepten. Under testerna upptäcktes brister som bidrog till att utveckla koncepten mer. Detta gav även ett underlag till ytterligare en sållning.

4.3.5 Andra sållning av koncept

Efter tester av de fyra vidareutvecklade koncepten gjordes en sållning till. För att undersöka och utveckla vidare koncepten genomfördes en Pughs matris.

4.3.5.1 Pughs matris

För att få ett mer detaljerat resultat utfördes en relativ beslutsmatris enligt Pugh. Samma krav användes i denna matris som i föregående. I en pughs matris jämförs varje koncept till en referens vid varje krav, som i detta fall är Cramers nuvarande lösning. Kraven viktades från 1-5 i hur viktiga de är för produkten. Efter ett summerat värde gav det att två koncept var bättre än nuvarande och därmed ska undersökas samt vidareutvecklas ännu en gång.

Tabell 11 - Pughs matris

I tabell 11 ovan visas det att koncept 1 och 2 gick vidare eftersom de hade mest potential att vara bättre än Cramers befintliga infästning. Dessa två koncept har visat sig vara bäst i test med närkontakten mellan bältet och batterihållaren. Dessutom har dessa koncept bättre fastlåsning i alla riktningar än de andra koncepten samt den befintliga lösningen. “Slide” sållades bort på grund av att den inte uppfyllde det viktigaste kravet med att vara fastlåst i alla riktningar. “T-klick” sållades bort eftersom funktionen inte var användarvänlig, den hade en smidig fästning men hade brister vid avlossning.

4.3.6 Slutkoncept

En fördel/nackdel-analys utfördes på de två kvarstående koncepten som gick vidare från Pughs matris. Här togs för- och nackdelar fram för båda koncepten. Sedan jämfördes de med varandra. Resultatet blev att “Rälsen” var den fästning som var lämpligast att välja.

Konceptets funktion var den som uppfyllde alla krav. Det slutgiltiga konceptet för fästningen behövde vidareutvecklas för att matcha företagets formspråk, samt bestämma material och dimensioner.

Tabell 12 - Illustration av en för-och nackdelar-analys för koncept “Räls” samt “T-stop”

4.3.7 Vidareutveckling av slutkoncept

Koncept “Räls” blev det slutliga konceptet och valdes därmed att vidareutvecklas. I tidigare förstudier påstods det att produkterna måste vara stöttåliga, därför togs ett beslut om att undersöka mer på det. I det stadiet upptäcktes potential till att utveckla knapparna med att inte låta dem vara lika synliga och lättåtkomliga. Deras nuvarande position medför komplikationer där stötar och slag kan åstadkomma. Detta problem löstes genom att låta knapparna sjunka in mer i infästningens del, för att ha dem i samma höjd som fästningen lägsta punkt, se figur 35. För att skapa förståelse hos användaren gällande funktionen

används informationsdesign. Knapparna valdes att göra röda eftersom det sticker ut från resterande produkten.

Ytterligare en uppdatering valdes att genomföras då insågs mer tillverkningspotential i att låta infästningens storlek förminskas. Detta gjordes genom att ta bort mittenpartiet på ena delen. Konceptet består nu av tre delar istället för två, se figur 35 nedan.

4.4 Frågeställning 2

Samtidigt som genomförande av att komma fram till frågeställning 1 gjordes, påbörjades processen med att skaffa resultat till frågeställning 2. För att kunna besvara frågeställningen användes Bootleg Bootcamp (se 2.3).

4.4.1 Konceptgenerering

Under konceptgenereringsfasen nyttjades brainstorming för att få fram koncept till en potentiell ny batterihållare. I detta steg togs inspiration från omgivningen och Cramers produktsortiment.

Under konceptgenereringen fanns det i åtanke att två storlekar för batteriet skulle användas i batterihållaren samt att batteriet skall kunna bli fastlåst, så att den inte åker ur vid

användning. Vilket medgav tekniska konstruktionslösningar och nya tankar kring materialval. Konceptgenereringen bidrog till flera idéer på lösningar som sedan vidareutvecklades.

4.4.1.1 Brainstorming

I projektet användes brainstorming för att ta fram flera olika lösningar på låsfunktioner. Under användning av batteribälte sker flera olika rörelser, där av behöver batteriet sitta fastlås på dess plats.

För att undvika begränsningar valdes metoden att genomföras med så få krav som möjligt till en början. Efteråt skissades och jämfördes idéerna för att kunna diskutera vidareutvecklingen av koncepten med hänseende av kraven.

4.4.2 Första sållning av koncept

Flera koncept framgick i konceptgenereringen, därför valdes det att genomföra en tidig sållning. Detta för att kunna fokusera på färre lösningsförslag och lägga mer tid på vidareutveckling av de mest fördelaktiga koncepten. Koncepten bestod endast av snabba skisser, där funktionen låg främst i fokus under sållningsprocessen. Detta gjordes för att ta fram de funktioner som var mest lämpade att konstruera på batterihållaren.

I tidigare skede gjordes en konkurrentanalysen. I denna framkom underlag om att kuddar inte behövdes, för att få ett bra resultat. Kuddarna hjälper Cramers nuvarande produkt att stödja upp batteriet från att luta bakåt. Därför finns ingen sådan lösning med i dessa koncept, utan kommer att tillämpas i vidareutveckling om det är nödvändigt för resultatet.

4.4.2.1 “Gut feel” metoden

Innan koncepten sållades genom olika matriser, resonerades det om trovärdigheten av koncepten. Därav användes “Gut feel” metoden för att komma fram till de mest lämpliga koncepten. Här framgick frågor angående hur rimliga funktionerna var samt svårighetsnivån. Detta medgav till 13 koncept med olika funktioner.

4.4.2.1.1 Konceptidéer

De 13 koncepten döptes och fick dessa namn “Spännet”, “Kardborre”, “Sele”, “Vigg”, “Vipp”, “Skruvgaller”, “Dammsugaren”, “Extra del tak”, “Extra del sida”, “Boxen”, “Jordkällare”, “Garage” och “Magnet”.

Koncept “Spännet” har en funktion där batteriet sitter i en behållare och har en rem som fungerar som Cramers befintliga batteribälte med spännet framtill för att ta på sig produkten. Denna rem dras från ena kanten över batteriet till nästa kant, där en låsfunktion sitter på/i behållaren.

Koncept “Kardborren” är likadan som Cramers befintliga batterihållare men utan kuddarna baktill.

Koncept “Sele” innehåller två delar. Den ena är en behållare som ska kunna sättas fast på en fästning längst ner på midjebältet, där batteriets botten kommer sitta. Den andra delen

kommer fästas på midjebältets övre del. Denna del kommer följa batteriets form runt omkring och kommer dras igenom underifrån och uppåt, där den tillslut stannar av att batteriet vidtar en annan form som är större än hållaren.

Koncept “Vigg” går ut på att behållaren har en snäppfunktion som gör att när batteriet trycks ner i behållaren låser en knapp sig fast i batteriets hål på sidorna. För att få loss låsningen trycks knappen in för att ta bort snäppfunktionen från hålen.

Koncept “Vipp” har samma funktion som Cramers produkter med att sätta in batteriet i verktygen för att förse dem med ström. De har en knapp som har en vickande funktion med en fjäder. Vilket gör att när batteriet trycks ner i behållaren trycker en del av knappen emot batteriet och gör att den inte kan åka ut. I botten finns också en fjädring, som gör att när knappen trycks in och låsningen försvinner skjuts batteriet upp av att fjädern i botten vill uppåt.

Koncept “Skruvgaller” har en övre och undre del som matchar batteriets form. Mellan delarna sitter pelare på det fyra hörnen ihop med dem, där en av pelarna bestämmer höjden genom att skruva på den. Detta för att båda batterierna ska vara anpassningsbara i behållaren.

Koncept “Dammsugaren” fungerar som Skruvgaller men istället för en skruvande pelare används en liknande funktion som finns i dammsugarens skaft med att kunna bestämma höjden genom olika etapper.

Koncept “Extra del tak” är en lösning där en del som går runt batteriets topp monteras fast på samma ställe där skruvarna på batteriets ovansida sitter. Detta för att få en låsning som går direkt till infästningen på midjebältet.

Koncept “Extra del sida” fungerar som koncept “Extra del tak” men istället för att monteras genom skruvarna på batteriets topp skruvas de fast i sidorna. På sidorna finns också skruvhål som kan gå att utnyttja.

Koncept “Boxen’ har en lösning där en batterihållare är konstruerad med två etapper där ett så kallat tak kan sättas på i vilken av dem. Etapperna är konstruerade för att vara anpassade efter de två batterierna. När batteriet befinner sig i hållaren med taket på omsluts batteriet och sitter helt fastlåst.

Koncept “Jordkällare” har en behållare som är helt sluten med två portar ovantill där

batterierna kan tryckas ner. Portarna har en lås- och öppningsfunktion för att kunna ta in och ut batterierna.

Koncept “Garage” har liknande funktion som en garageport. Det går ut på att batteriet förs ner i en behållare när garageporten är öppen och sedan drar användaren ner garageporten, vilket gör att batteriet sitter fast.

Koncept “Magnet” har en magnetlösning, där batteriet sätts fast i en behållare med ett tillhörande lock. Fastlåsningen sker genom att magneten drar ihop behållaren och locket.

4.4.2.2 Elimineringsmatris (GO/NO-GO)

De 13 koncepten behövde sållas tidigt, därav valdes det att framställa en elimineringsmatris. De funktioner som var beslutsfattande under denna typ av sållning var anpassningsbarheten för två batterier, fastlåsfunktionen, användarvänligheten, tillverkningen samt anpassning till produktsortimentet hos Cramer. Dessa krav ligger i grund från tidigare bestämmelser, genom förstudier och observationer.

I sållningen beslutades det fram 5 koncept att vidareutveckla, då dessa uppfyller kraven bäst. I koncept tre framgick ett frågetecken. Det ansågs finnas potential med funktionen på grund av dess enkelhet, därför valdes den att vidareutvecklas. Resultaten från elimineringsmatrisen visas nedan, se tabell 13.