Bälte för hjärtsjuka (bärare för komponenter av ett artificiellt hjärta)

Scandinavian Real Heart

Akademin för Innovation, Design och Teknik

Bälte för hjärtsjuka

Bärare för komponenter av ett artificiellt hjärta

Examensarbete

Grundnivå, 15 hp

Hoger Salim

Martin Saavalainen

Handledare, företag: Azad Najar

Handledare, Mälardalens högskola: Jan Frohm Examinator: Marcus Bjälkemyr

ABSTRACT

This thesis in Bachelor of Science in Engineering- innovation and product design focuses on developing a belt carrying components for an artificial heart.

The mission was to develop the existing prototype of Scandinavian Real Heart by constructing a more attractive belt and concealing the wires.

The authors had a research objective in purpose to understand how a construction that carries the components for an artificial heart can be user-friendly and attractive for a user. Three research questions were made based on the research objective. These questions concern scientifically areas such as ergonomic-, esthetic- and hygiene properties.

The authors started work on investigating which fasteners/attachments are in the market to get an understanding of how they are designed to develop different concepts through

Brainstorming. In order to swoop down and choose the best concepts, QFD has been used and based on requirements and characteristics, the authors chose some concepts that then developed into a final concept.

Based on the conceptual choice, the authors created a prototype to test it and, above all, get a hypothesis about ergonomic shape and weight distribution of components.

Since the company was involved throughout the project, there were a number of wishes from them, for example to have all the components in one and the same box.

The authors finally created a final CAD model. The new design consists of a belt and a box for the components of the artificial heart. There is still room for further development of the belt but that the belt still fulfil the requirement specification. Visualization and aesthetic abilities could be improved.

Detta examensarbete inom Högskoleingenjör programmet- innovation och produktdesign med inriktning produktutveckling och konstruktion har handlat om att utveckla ett bälte som bärare av komponenter för ett artificiellt hjärta.

Uppdraget gick ut på att utveckla Scandinavian Real Hearts befintliga prototyp genom att konstruera ett mer tilltalande bälte samt dölja sladdarna.

Författarna hade ett forskningsobjektiv som innebar att förstå hur en konstruktion som ska bära komponenterna för ett artificiellt hjärta kan bli användarvänlig och attraherande för en

användare. Tre stycken forskningsfrågor skapades utifrån forskningsobjektivet. Dessa frågor berörde vetenskapliga områden som ergonomiska-, estetiska- och hygieniska egenskaper hos en design.

Författarna inledde arbetet med att undersöka vilka anordningar som finns i marknaden för att få en förståelse om hur de är konstruerade för att sedan med hjälp av Brainstorming ta fram olika koncept. För att sålla ner och välja de bästa koncepterna har en QFD används och utifrån uppsatta krav och egenskaper valde författarna några koncept som sedan utvecklades till ett slutligt koncept.

Efter konceptvalet skapade författarna en prototyp för att testa den och framförallt få en hypotes om ergonomisk utformning och viktdelningen av komponenter.

Eftersom företaget var med under hela projektet framkom några önskemål ifrån uppdragsgivaren, framförallt att alla komponenter befinner sig i en och samma låda.

Författarna skapade en CAD modell som det slutgiltiga resultatet av arbetet. Den nya designen består av ett bälte och en låda för komponenterna av ett artificiellt hjärta.

Något författarna konstaterade är att det fortfarande finns utrymme för vidareutveckling av bältet men att bältet uppfyller kraven som sattes. Synligheten och estetiska förmågor skulle kunna förbättras.

Vi vill tacka alla individer som har hjälpt och stöttat oss under projektets gång. Först och främst vill vi tacka Azad Najar, uppdragsgivaren och grundaren för Scandinavian Real Heart för fina råd och tips och även mottagandet och engagemanget han har visat oss.

Vi vill även tacka hans kollega Fredrik Pahlm som också hjälpt oss med information vi har behövt. Vidare vill vi tacka vår handledare Jan Frohm på Mälardalens Högskola för hans fantastiska idéer och feedbacken som underlättat vårt examensarbete.

Detta examensarbete hade inte varit möjligt att klara av utan de kunskaper som vi lärt oss under tiden vi studerade.

Västerås 2018

Hoger Salim & Martin Saavalainen

1. INLEDNING ... 10

1.1. BAKGRUND ... 10

1.2. PROBLEMFORMULERING ... 10

1.3. SYFTE ... 11

1.4. FORSKNINGSFRÅGOR OCH FORSKNINGSOBJEKTIV ... 11

1.5. KOMPONENTERNA ... 12 1.6. AVGRÄNSNINGAR ... 13 2. TEORETISK REFERENSRAM ... 14 2.1. LITTERATURSTUDIE ... 14 2.1.1. Forskningsfråga 1 ... 14 2.1.1.1. Prototypframtagning ... 14 2.1.1.2. Benchmarking ... 15 2.1.1.3. TST ... 15 2.1.2. Forskningsfråga 2 ... 15 2.1.2.1. Användar-centrerad Design ... 16 2.1.2.2. Kvalitet ... 16 2.1.3. Forskningsfråga 3 ... 17

2.1.3.1. National Sanitation Foundation (NSF) ... 17

2.2. REFERENSRAM ... 18

2.2.1. Analys av forskningsfråga 1 ... 18

2.2.2. Analys av forskningsfråga 2 ... 18

2.2.3. Analys av forskningsfråga 3 ... 19

2.3. RELIABILITET OCH VALIDITET ... 19

3. GENOMFÖRANDE ... 20 3.1. PLANERING ... 20 3.2. KONCEPTGENERERING ... 20 3.2.1. Förundersökning ... 20 3.2.2. Idégenerering ... 20 3.2.3. Kravspecifikation ... 24 3.2.4. Designkritiska parametrar ... 25 3.2.5. QFD ... 25 3.3. KONCEPTVAL ... 25 3.4. KONCEPTUTVECKLING ... 29 3.4.1. Prototypframtagning ... 29 3.4.2. Prototyptest ... 30

3.4.3. Modifieringar och tillägg 1.0 ... 31

3.4.4. Modifieringar och tillägg 2.0 ... 32

3.4.5. Design av bältet ... 33

3.4.6. Design av lådan ... 34

3.4.7. Undersökning av material ... 35

3.4.8.1. Inre materialskikt ... 36 3.4.8.2. Övergripande bälte ... 36 3.4.8.3. Låda ... 36 3.4.9. Sammanfogning ... 37 4. RESULTAT (EMPIRI) ... 38 4.1. VIKT ... 39 5. TEST AV RESULTAT ... 40 5.1. PROTOTYPFRAMTAGNING 2.0 ... 40 5.2. TESTING 2.0 ... 40 5.3. FÖRBÄTTRINGAR ... 41 6. ANALYSER ... 43

6.1. RESULTATET ÅTERSPEGLAT TILL KRAVSPECIFIKATIONEN ... 43

6.1.1. På vilket sätt är sladdarna dolda? ... 43

6.1.2. På vilket sätt är konstruktionen stadig? ... 43

6.1.3. Uppfyller materialet eftersökta egenskaper? ... 43

6.1.3.1. Bälte ... 43

6.1.3.2. Lådan ... 43

6.1.4. Blir eftersträvade funktioner uppfyllda med den valda formen? ... 44

6.1.4.1. Bälte ... 44

6.1.4.2. Lådan ... 44

6.1.5. Är tillverkningen av denna konstruktion realistisk? ... 44

6.1.6. På vilket sätt är komponenterna och lådan lämpligt positionerade? ... 44

6.1.7. På vilket sätt är konstruktionen avtagbar? ... 44

6.2. RESULTATET ÅTERSPEGLAT TILL FORSKNINGSFRÅGORNAS BETYDELSE ... 45

6.2.1. Fråga 1 ... 45

6.2.2. Fråga 2 ... 45

6.2.3. Fråga 3 ... 45

7. (DISKUSSION,) SLUTSATSER OCH REKOMMENDATIONER ... 47

7.1. SLUTSATSER ... 47

7.2. REKOMMENDATIONER ... 47

8. KÄLLFÖRTECKNING ... 49

9. BILAGOR ... 52

9.1. BILAGA 1UPPDRAGSBESKRIVNING ... 52

9.2. BILAGA 2GANTT SCHEM ... 53

9.3. BILAGA 3ALLMÄNNA METODBESKRIVNING ... 54

9.3.1. Planering ... 54

9.3.1.1. Gantt schema ... 54

9.3.2. Konkurrentundersökning ... 54

9.3.3. Konceptgenerering ... 54

9.3.6. Designkritiska egenskaper ... 55

9.3.7. Quality Function Deployment (QFD) ... 55

9.3.8. Konceptval ... 56

9.3.8.1. Pughs konceptvalsmatris ... 56

9.3.9. Konceptutveckling ... 56

9.3.9.1. SW CAD ... 56

9.3.9.2. CES Edupack ... 57

9.4. BILAGA 4KONKURRENTERNAS PRODUKTER ... 58

9.5. BILAGA 5QFD ... 60

9.6. BILAGA 6PUGHS KONCEPTVALSMATRIS FÖRSÖK 2 ... 61

9.7. BILAGA 7RITNINGAR ... 62

BILDFÖRTECKNING

Figur 1: SRH nuvarande prototyp i 3 olika vyer. ... Fel! Bokmärket är inte definierat. Figur 2: Styrkontroll upp och undersidan samt batteri. ... Fel! Bokmärket är inte definierat. Figur 3: Prototypframtagning , pappersark. ... Fel! Bokmärket är inte definierat. Figur 4: De olika behoven. ... Fel! Bokmärket är inte definierat. Figur 5: Koncept 1 ... Fel! Bokmärket är inte definierat. Figur 6: Koncept 2 ... Fel! Bokmärket är inte definierat. Figur 7: Koncept 3 ... Fel! Bokmärket är inte definierat. Figur 8: Koncept 4 ... Fel! Bokmärket är inte definierat. Figur 9: Koncept 5. ... Fel! Bokmärket är inte definierat. Figur 10: Koncept 6. ... Fel! Bokmärket är inte definierat. Figur 11: Koncept 7. ... Fel! Bokmärket är inte definierat. Figur 12: Koncept 8. ... Fel! Bokmärket är inte definierat. Figur 13: Koncept 10. ... Fel! Bokmärket är inte definierat. Figur 14: Koncept 9 ... Fel! Bokmärket är inte definierat. Figur 15: Koncept 11 ... Fel! Bokmärket är inte definierat. Figur 16: Pughs matris försök 1. ... Fel! Bokmärket är inte definierat. Figur 17: Koncept 12. ... Fel! Bokmärket är inte definierat. Figur 18: Koncept 13 ... Fel! Bokmärket är inte definierat. Figur 19: Koncept 14 ... Fel! Bokmärket är inte definierat. Figur 20: Pughs matris försök 3 ... Fel! Bokmärket är inte definierat. Figur 21: Silvertejpningen av prototyp. ... Fel! Bokmärket är inte definierat. Figur 22: Ritning av prototyp. ... Fel! Bokmärket är inte definierat. Figur 23: Egen-gjorda vikter. ... Fel! Bokmärket är inte definierat. Figur 24: Prototyp täckt av tyg. ... Fel! Bokmärket är inte definierat. Figur 25: Vy framifrån av test. ... Fel! Bokmärket är inte definierat. Figur 26: Vy från sidan av test. ... Fel! Bokmärket är inte definierat. Figur 27: Styrkontroll i CAD med uttag vid sidan. ... Fel! Bokmärket är inte definierat. Figur 28: Styrkontroll och batterier. ... Fel! Bokmärket är inte definierat. Figur 29: Designen av kardborreband. ... Fel! Bokmärket är inte definierat. Figur 30: Hålen i bältet. ... Fel! Bokmärket är inte definierat. Figur 31: Utskärningar vid höfterna. ... Fel! Bokmärket är inte definierat. Figur 32: Låda. ... Fel! Bokmärket är inte definierat.

Figur 33: bakdel. ... Fel! Bokmärket är inte definierat. Figur 34: Lock. ... Fel! Bokmärket är inte definierat. Figur 35: Komponenter i lådan. ... Fel! Bokmärket är inte definierat. Figur 36: Med bakdel. ... Fel! Bokmärket är inte definierat. Figur 37: Utan bakdel. ... Fel! Bokmärket är inte definierat. Figur 38: Materialet för inre ytskikt och bältet. ... Fel! Bokmärket är inte definierat. Figur 39: Slutlig produkt. ... Fel! Bokmärket är inte definierat. Figur 40: Bältet. ... Fel! Bokmärket är inte definierat. Figur 41: Lådan bak vy. ... Fel! Bokmärket är inte definierat. Figur 42: Lådan fram vy. ... Fel! Bokmärket är inte definierat.

Figur 1: bälte prototyp 2.0 sidovy……….…40

Figur 2: bälte prototyp 2.0 ovanvy………40

Figur 3: prototyp tesning 2.0……….41

Figur 4: Närbild av prototypen med ny funktion………..42

FÖRKORTNINGAR

Antropometri Läran om måtten på mänskliga kroppen.

CAD Computer-aided design

CES edupack Omfattande databas av material- och processinformation.

GS Google Scholar

NSF National Sanitation Foundation QFD Quality Function Deployment SRH Scandinavian Real Heart

SW SolidWorks

TAH Total Artificial Heart

1. INLEDNING

1.1.

Bakgrund

Hjärtat kan drabbas av problem såsom hjärtfel/hjärtsvikt. Hjärtsvikt innebär att hjärtmuskeln inte orkar dra ihop sig på det sätt som är nödvändigt eller att kammarväggarna är för stela. Enligt hjärt-lungfonden var det 250 000 personer som led av hjärtsvikt år 2015 och antalet döda var cirka 20 procent i hela landet (Hjärt- och Lungfonden, 2017). Där åldersgruppen upp till 65 står för 5 procent av dödligheten, 65–74 åldern står för 11 procent och personer mellan 80 år och uppåt står för hela 40 procent. I Sverige dör cirka 3500 personer varje år av hjärtsvikt.

Enligt en studie gjort av Sanna Khan och Wagas Jehangir är det cirka 100 000 människor som lider av progressiv hjärtsvikt varje år (Sanna Khana and Waqas Jehang, 2014).

I studien beskrivs SynCardia som den första företaget som skapade AbioCor Total Artificial Heart (TAH) som den första inre konstgjorda hjärta som efter 30 år av forskning kunnat, år 2001, implanteras i en människa.

I Sverige har företaget Scandinavian Real Heart (SRH) AB sedan år 1999 arbetat med att ta fram en hjärtpump och har som mål att erbjuda bättre funktion än de som finns i marknaden (Scandinavian Real Hearts hemsida, 2018).

Men det artificiella hjärtat styrs och drivs av två batterier och en styrkontroll som ska sitta eller hängas på en anordning som sedan kan sitta på människans kropp.

1.2.

Problemformulering

Företaget SRH har tagit fram en prototyp som bär komponenter för ett artificiellt hjärta företaget håller på att utveckla. Författarna har fått i uppdrag att hjälpa företaget med att ta fram ett nytt koncept som ser mer tilltalande ut eftersom företagets befintliga produkt är ett gymbälte och inte ett bälte som är anpassat för hjärtsjuka (se bilaga 1 för uppdragsbeskrivning). Författarna ska även lösa problemet med sladdar på den nuvarande prototypen. Sladdarna är inte fastinspända eller täckta på något sätt vilket kan medföra att den hjärtsjuka fastnar i något i sin omgivning. Det är även svårt att montera fast batterierna i sina behållare.

Det finns faktorer som kommer sätta sin prägel på det slutgiltiga resultatet. Dessa faktorer är användning, hygien och säkerheten kring anordningen. Det finns några punkter hos den befintliga prototypen som företaget önskar att författarna förbättrar. Dessa är; positioneringen, formen samt att lösningsförslaget är avtagbar för kunden.

1.3.

Syfte

Syftet med detta examensarbete är att förbättra SRH befintliga koncept av hur komponenter för ett artificiellt hjärta kan bli fäst på en anordning som kan bäras på den mänskliga kroppen.

1.4.

Forskningsfrågor och forskningsobjektiv

Författarna tyckte att en litteraturstudie behövde göras berörande ämnen som ergonomi, säkerhet och hygieniska faktorer som påverka hur väl slutresultatet kommer att bli. Ett forskningsobjektiv och tre stycken forskningsfrågor togs fram som senare skulle vara

vägledning i att hitta förståelse för hur en bra konstruktion för att bära det artificiella hjärtats komponenter borde vara konstruerad för ett förnuftigt resultat. Eftersom författarna endast är intresserad av faktorer som berör den bärande konstruktionen har frågorna avgränsats så nära det relevanta som möjligt (se kapitlet avgränsningar för mer information). Detta är för att ge en ökad reliabilitet och validitet.

Forskningsobjektivet var formulerad som:

Förstå vad som gör en konstruktion, som ska sitta på den hjärtsjuka som ska bära utrustningen av det artificiella hjärtat, användarvänlig och attraherande.

Författarnas objektiv är att förbättra ett redan befintligt koncept för att bära det artificiella hjärtats komponenter. För att författarna ska kunna uppnå ett förbättrat resultat måste

parametrar berörande estetiska- och funktionella aspekter undersökas och bearbetas. På grund av detta behövs en djupare insikt i vad som gör en produkt bekväm att använda och helst förbi en kunds förväntningar om produkten. Då författarna utvecklar något som ska hjälpa

människor med allvarliga hjärtproblem och sitta på deras kropp under en hel dag är det viktigt att de inte skäms över att behöva bära författarnas lösningsförslag.

Forskningsfråga 1 var formulerad som:

Hur bör en konstruktion för ett artificiellt hjärtas utrustning vara konstruerad för att bli ergonomisk och säker för användaren att bära på sin kropp?

Det som önskas med denna fråga är att utöka en förståelse för vad som gör en person bekväm i något det väljer att ha på sig samt hur skador kan motverkas vid lång användning av en sådan konstruktion.

Forskningsfråga 2:

Hur bör en konstruktion för ett artificiellt hjärtas utrustning vara konstruerad för att skapa en design som är tilltalande samt kan bäras av personer av olika kroppsstorlekar?

Det som vill undersökas med denna fråga är riktlinjer för att designa en produkt som får den hjärtsjuka att känna sig bekväm runt andra människor vid användning av författarnas

lösningsförslag. Detta berör dessutom att designa något som är anpassbart till flera än en specifik grupp av hjärtsjuka samt deras kroppsstorlekar. Exempelvis skulle en ryggsäck vara mer lämpligt för yngre grupper då chansen är större att de är mer aktiva under en hel dag. Kroppsstorlekar kan också vara enklare att anpassa med exempelvis idéer av bältelikande typ till skillnad från västar.

Forskningsfråga 3:

Hur kan hygieniska krav säkerställas för användarens välmående?

Om den hjärtsjuka ska använda produkten en längre tid uppstår slitage och andra faktorer som minskar långvarig hållbarhet av en produkt. Om författarnas lösningsförslag monteras direkt på den mänskliga kroppen kan underhåll för renhet bli väldigt frekvent.

1.5.

Komponenterna

Lösningsförslaget som författarna ska designa ska bära två batterier och en, så kallad,

styrkontroll. Det är styrkontrollen som styr det artificiella hjärtats funktion. Styrkontrollen har två uttag för batterierna (B), två uttag för sladdarna som går till det artificiella hjärtat (S), ett uttag för mätning av data (M) och ett uttag för alternativ energikälla (E). Knapparna är för att styra hastigheten för hjärtpumpen (K). Det finns tre lägen; en när personen sover, sitter och går.

Figur 7: Styrkontroll upp och undersidan samt batteri.

B B

1.6.

Avgränsningar

Författarnas uppgift är att konstruera något som kan bära det artificiella hjärtats komponenter. Detta i sig är en mycket stor uppgift vilket innebär att en del avgränsningar behövs göras.

• Inte ändra dimensioner av batterierna och styrkontrollen.

• Batteri uttaget från styrkontrollen får ändras om det diskuteras med uppdragsgivaren först.

• Konstruktionen ska sitta på människokroppen.

• Ett lösningsförslag för att bära ett artificiellt hjärtas komponenter är vad som eftersöks. • Olika storlekar av ett valt koncept kommer inte designas då det är ett förslag på

konceptnivå.

• Resultat blir i högdefinierade bilder och ritningar (från dataverktyget Solidworks (SW). • Inga synliga sladdar i designen.

• Inga bakomliggande designtankar för sladdarna som går från styrkontrollen till artificiella hjärtat.

• En låda som innehåller batterierna och styrkontrollen.

• Sladdkopplingen mellan komponenter ska inte genomtänkas av författarna (utan bara vart allt ska befinna sig).

2. TEORETISK REFERENSRAM

2.1.

Litteraturstudie

Detta kapitel innehåller litteraturen som hittades då forskningsfrågorna försökte granskas och besvaras.

2.1.1.

Forskningsfråga 1

En examensrapport som heter ”Tool Belt for Pro Users” (2015) från databasen Google Scholar (GS), har arbetat kring att konstruera ett ergonomiskt bälte för skogsarbetare. I studier från detta examensarbete visade det sig att nedre delen av ryggen är vanligaste området för muskuloskeletal-problem. Stor kraft på det lägre diskarna i ryggen under en längre tid kan ge långvariga problem.

Figur 8: Vid prototypframtagning användes pappersark för att klippa ut och prova en bra form av bältet.

Under intervjuer med professionella skogsarbetare ansåg flertalet att ett bredare bälte var mer bekvämt. Av anledningen att bältet är större runt bakdelen och höfterna spreds verktygen ut på en större yta vilket gjorde bältet mer bekvämt och ergonomiskt. Användarna tyckte också att det gav ett stöd för ryggen. Samtidigt då bältet var bredare bak gavs aldrig någon nära kontakt med kroppen. På grund av detta kom idén att göra bältet bredare runt höfterna och över bakre bäcken vilket medförde en bättre kontakt. När den mänskliga kroppsbyggnaden iakttas, märks att höfterna är placerade där kroppen är mer muskulär och har naturligt mer fett. Med en större yta vid dessa områden kan komponenterna spridas ut fördelaktigt vilket kommer göra bältet mer anpassad för människans kroppsbyggnad, där av mer ergonomiskt.

Metoderna Prototypframtagning, Benchmarking och The Scamper Technique (TST) är ifrån vetenskapliga artiklar samt organisationer som arbetar med metoderna.

2.1.1.1. Prototypframtagning

En prototyp är en representation av en artefakt innan den existerar som en riktig produkt (Marion Nuchenau & Jane Fulton Suri, 2000). Genom att göra en prototyp kan konstruktören och kunden interagera med produkten som håller på att designas vid ett tidigare stadie vilket ger en chans för möjliga förbättringar innan slutloppet. ”Erfaren prototyping” innebär ett aktivt engagemang med prototypen vilket ger förståelse av nutida och framtida förhållanden

inte sker i vakuum, utan utomstående faktorer som miljö, terräng, väder och temperatur påverkar prototypen vilket kan ge värdesatt data. Dessutom fås en chans att känna produktens vikt, storlek och liknande egenskaper som är enkelt att felbedöma vid tidiga skepnader då en produkt håller på att utvecklas.

2.1.1.2. Benchmarking

Benchmarking är en metod för att systematiskt jämföra, evaluera och lära sig från en god förbild (CANEA, 2018). Syftet är att få insikt och kunskap från liknande produkter. Metoden kan beskrivas som civiliserad industriellt spionage. Informationen och resultatet från

Benchmarking metoden är i både kvantitativa och kvalitativa data. Kvantitativ i form av mätbara data från pris, materialstandarder, mängd detaljer och liknande. Med en metod som Think-Aloud, genom att lyssna på när en deltagare använder och kommenterar en produkt fås en kvalitativ data.

2.1.1.3. TST

Denna metod är även känd som ”Osborns idésporrar” (Olivier Serrat, 2017). Baserat på en idé som redan existerar är tanken att försöka modifiera eller lägga till egenskaper, detta leder till att utövaren får en variant olika idéer. SCAMPER står för:

S (Substitute): Ersätta; komponenter och material.

C (Combine): Kombinera; blandning, kombinera med andra assembler och integrera. A (Adapt): Anpassa; förändra, byta funktion och använda delar med ett annat ursprung. M (Magnify/Modify): Modifiera; byta I skala, ändra form, ändra egenskaper.

P (Put to other uses): Sätta till annan användning.

E (Eliminate): Eliminera; Ta bort beståndsdelar, förenkla och reducera till grundläggande funktionalitet.

R (Rearrange/Reverse): Omvända; vända ut och in eller upp till ner.

2.1.2.

Forskningsfråga 2

Denna källa är en vetenskaplig bok ifrån databasen GS skriven av Jesse James Garrett och heter The Elements of User Experience (2018). När människor granskar en design tänker det ofta på den estetiska attraktionen. En bra design är något som ser bra ut och känns bra att komma i kontakt med. Det är sällan smak och lukt som påverkar en produkts tilltalande förmåga. Ljud kan också vara viktigt men blir ofta förbisedd.

Ett annat vanligt sätt människor tittar på en produkt är dess funktionella egenskaper. En väl designad produkt gör vad den är lovad att göra.

Det är också möjligt att även om produkten ser bra ut och gör vad den är menad att göra så blir den ändå ratad. Detta beror på att användaren kan ha en hög erfarenhet redan berörande

produkttypen, därför inte lika lätt imponerad. Det gäller att se förbi uttalad förfrågan som berör grundläggande funktionalitet och estetiska egenskaper.

Erfaren användardesign hanterar frågor i sammanhang. Ett exempel på detta är designen av en kaffemaskins knapp. Den estetiska designens kontext ska ha en tilltalande form och textur,

medan funktionell design ser till att knappen avlöser den lämpliga verkan på kaffemaskinen. Erfaren användardesign ser till att estetiska och funktionella aspekter av knappen fungerar i sammanhang med resterande summa av produkten, ställer frågor som: Är knappen för liten för en sådan viktig funktion? Erfaren användardesign ser också till att knappen fungerar i kontext med vad användaren försöker åstadkomma, ställer frågor som: Är knappen på rätt ställe relativt till andra funktioner som möjligtvis används samtidigt?

2.1.2.1. Användar-centrerad Design

Utövningen av att skapa engagerad och effektiv användarerfarenhet är benämnd användar-centrerad design (Jesse James Garrett, (2018)). Detta går ut på att sätta användaren i fokus för varje steg då produkten utvecklas. Detta kan låta enkelt men implikationerna av detta koncept är överraskande komplext.

Allt som användaren upplever ska var resultatet av ett medvetet val från utvecklarens inverkan. Ibland måste utvecklaren göra kompromisser under utvecklingsfasen på grund av kostnader och tid i att hitta en bättre lösning. Dock är en användar-centrerad designprocess en försäkran av att dessa kompromisser inte skedde av en ren slump. Genom att tänka på

användarerfarenheten; bryta ner komponenter till mindre element att handskas med, se på saker från flertal perspektiv, kan ens val försäkras vara gjorda medvetet av konsekvenserna.

2.1.2.2. Kvalitet

Denna källa är ifrån en vetenskaplig bok av Åsa Wikberg-Nilsson, Peter Törlind och Åsa Ericson och heter Design: process och metod (2015). För att uppnå kvalitet måste utvecklaren förstå sig på sin kunds emotionella, kognitiva och fysiska behov Den emotionella betydelsen är de dolda behoven som kunden inte har förväntat sig.

Om denna uppfylls blir det en typ av "wow-effekt" hos användaren. Emotionella behoven undersöktes genom att lägga fokus på att skapa lösningar som ger mervärde till produkten. Detta är den mest meningsfulla känslan som kan uppnås i en produkt och som resulterar i en nöjd kund.

För att uppfylla kognitiva behov måste produkten vara användbar, lätt att hantera och förstå. För att få information om en kunds kognitiva behov kan intervjuer och ergonomistudier göras. De fysiska behoven är det mest grundläggande och innebär att produkten är pålitlig, säker och funktionell. Dessa behov kan undersökas genom att exempelvis genomföra en materialstudie och ergonomistudie där aspekter som ergonomi, antropometri och användarcentrerad design har berörts.

2.1.3.

Forskningsfråga 3

2.1.3.1. National Sanitation Foundation (NSF)

Denna källa är ifrån NSF hemsida (2018). NSF är en organisation som hjälper tillverkare och liknande med utvecklingen av allmänna hälsostandarder och certifieringsprogram som skyddar världens vatten, mat konsumeringsprodukter och miljö. De siktar på att skydda och förbättra global mänsklig hälsa. Standarder, tester och certifierade produkter och system utvecklas inom denna organisation. Dessutom erbjuds kontrollgranskning, utbildning och

riskhanteringslösningar för allmän hälsa och miljö. Figur 9: De olika behoven.

2.2.

Referensram

Under detta kapitel går författarna igenom hur litteraturen som hittades kan hjälpa författarna i detta utvecklingsarbete.

2.2.1.

Analys av forskningsfråga 1

Forskningsfråga 1: Hur bör en konstruktion för ett artificiellt hjärtas utrustning vara konstruerad för att bli ergonomisk och säker för användaren att bära på sin kropp?

Den första informationskällan från examensarbete Tool Belt for Pro Users (2015) bidrog med hjälpsam information angående metoder som kan utnyttjas. Arbetssättet som har utnyttjats med intervjuer, litteraturstudier, observationer och egen erfarenhet i att sätta sig i situationen av där ens produkt används kan författarna försöka avspegla med det tillvägagångssätt som väljs i detta projekt. Dock är det inte realistiskt för författarna att sätta sig i samma situation som användargruppen. Däremot hindrar det fortfarande inte författarna ifrån att göra skissmodeller och känna av hur det känns att använde lösningen som väljs.

Under intervjuer som gjordes i examensarbetet Tool Belt for Pro Users (2015) ansåg många professionella skogsarbetare att en större bredd vid bakre bäcken och höfterna bidrog till en förbättrad ergonomi. Om författarna väljer att göra ett bälte kanske en liknande profil av bältet skulle vara tillgivande. Med tanke på att skogsarbetare använder detta bälte under en hel arbetsdag talar för att detta kan vara en möjlighet för de hjärtsjuka också. Utnyttja pappersark för att göra skissmodeller är också en bra möjlighet för författarna.

Metoderna Benchmarking och TST har också potential för gruppens konceptutveckling. Benchmarking i sig har nog en väldigt centrerad användning i många produktutvecklingsfaser generellt sett då inspiration från andras produkter utnyttjas (CANEA, 2018). TST kan användas för att sålla ner (kombinera tidigare koncept och sedan sålla bort de som kombinerades till något nytt) eller utöka sortimentet idéer.

2.2.2.

Analys av forskningsfråga 2

Forskningsfråga 2: Hur bör en konstruktion för ett artificiellt hjärtas utrustning vara konstruerad för att skapa en design som är tilltalande samt kan bäras av personer av olika kroppsstorlekar?

Från den vetenskapliga artikeln skriven av James Garrett gavs god information angående hur produktutveckling borde styras. Så som vad människor uppskattar hos en produkt till vad som får användarna att tappa intresse. Stycket med erfaren användardesign påstod hantera frågor av sammanhang (Jesse James Garrett, (2018)). Från författarnas perspektiv skulle detta kunna innebära att komponenter sitter bra på lösningsförslaget men användaren finner irritationer för att komponenterna kanske gör det jobbigt att slappna av med armarna eller liknande för att komponenterna är i vägen. Faktorer som detta är enkelt att glömma när en produkt utvecklas fullständigt genom att utnyttja ett datorprogram (exempelvis att hela konceptutvecklingen görs i Computer-aided design (CAD) och med för lite verklighetsprovande (exempelvis inga

prototyper).

Användar-centrerad design bidrar till konsekvent utveckling av en produkt med mycket hänsyn till användaren (Jesse James Garrett, (2018)). Detta är specifikt viktigt för författarna då

lösningsförslaget ska sitta på användaren dagligen i många timmar.

Vetenskapliga boken av Åsa Wikberg-Nilsson, Peter Törlind och Åsa Ericson (2015) klargjorde en del de olika behoven användaren har och dess betydelse.

2.2.3.

Analys av forskningsfråga 3

Forskningsfråga 3: Hur kan hygieniska krav säkerställas för användarens välmående?

NSF arbetar mycket med att uppfylla miljö- och hygieniska krav. Författarna kan möjligtvis utnyttja designriktlinjer eller liknande som kan erbjudas från denna organisation. Dessutom finns det stora mängder vetenskapliga artiklar och annan information samlat på deras hemsida (NSF hemsida, 2018). Ytterligare forskning kan alltså genomföras för att öka hygieniska krav i författarnas lösningsförslag.

2.3.

Reliabilitet och validitet

Under tiden då litteraturstudien genomfördes utnyttjades GS som den absoluta databasen för all informationsinsamling. Dock är många av källorna hänvisade till SpringerLink och DIVA som också är en databas men denna har inte använts som sökmotor.

När författarna sökte fakta för att besvara de olika forskningsfrågorna utnyttjades olika sökord. I stycket under har de olika sökorden grupperats efter de olika forskningsfrågorna.

Forskningsfråga 1

Sökord: ergonomi, body, belts, ergonomi, människokropp, anthropometry, human, dimensions, table.

Forskningsfråga 2

Sökord: user-centered, design, för, alla, filosofi. Forskningsfråga 3

Sökord: Hygienisk, produkt, National, Sanitation, Foundation.

Då författarna har ställt väldigt allmänna frågor om hur olika mått kan uppnås i en produkt är validiteten mer en subjektiv fråga om författarna kan utnyttja litteraturen eller inte.

Reliabiliteten för forskningsfråga 1 och 2 är bra men noggrannheten i att besvara

3. GENOMFÖRANDE

Detta kapitel innehåller författarnas tillvägagångssätt och hur författarna resonerade berörande de olika metoder som användes och val som genomfördes. Se allmänna

metodbeskrivning i bilaga 3 (eller, beroende på vilken metod, litteraturstudien) för allmän

information om hur de olika metoderna används.

3.1.

Planering

Författarna valde att utnyttja ett Gantt schema då det tydligt visualiserar de olika aktiviteter som behöver genomföras dessutom är strukturen inte speciellt komplex och enkel att arbeta med. För att se författarnas Gantt schemat se bilaga 2.

3.2.

Konceptgenerering

3.2.1.

Förundersökning

Innan författarna började skissa olika idéer genomsöktes marknaden för att få en förståelse om möjliga konkurrenter existerar. Detta utnyttjades också som en inspirationskälla från liknande produktlösningar (se bilaga 4 för konkurrenter).

3.2.2.

Idégenerering

Under Idégenereringen gjordes 11 koncept innan första sållningen. Metoden som utnyttjades var en kombination av brainstorming och benchmarking. De författarna gjorde var att rita upp idéer med inspiration från tidigare produkter av liknande ursprung till lösningsförslaget författarna eftersöker. Författarna tyckte dessa två metoder var lämpliga då de finns mycket frihet i tänkandet och många möjligheter med inspiration från likande produkter. Idéerna varierade mellan västar, bälten och väskor.

Mycket av inspirationen för västarna kommer bland annat ifrån konstruktioner som använts vid utförande av fritt fall och bungyjump. Dessutom skydds- och viktvästar hade en del inverkan på idéflödet. Inspiration togs också ifrån kroppsanordningar som ska hjälpa människor hålla en allmän bättre form, exempelvis förhindra axlarna från att sjunka framåt.

Idéerna för bältena fick sin inspiration från gymbälten och vanliga bälten för jeansbyxor och liknande.

Koncepten av väskor fick sin inspiration från vanliga handväskor som hänger över axeln och där väskan hamnar någonstans vid höften.

Stycket under, är bilder på de elva olika koncepten:

Figur 10: Koncept 1 är ett massivare typ av bälte med upphöjningar vid ryggen och höfterna för ökad stabilitet och ergonomi. Dessutom var det tänkt att batterierna ska sitta på varsin höftsida och styrkontrollen på framsidan. Det ska gå att spänna åt bältet med kardborreband.

Figur 11: Koncept 2 är en typ av

överkroppsliknande sjal. Användaren sätter sin arm igenom hålet på figuren och

komponenterna hamnar vid ena höftsidan.

Figur 12: Koncept 3 är en väst som späns med kardborreband vid ryggen.

Komponenterna sitter på framsidan, dolda av västen. Axlarna blir bäraren av

belastningen från komponenterna.

Figur 13: Koncept 4 är ett bälte som sitter fast runt median och innehåller 3 fickor, en för styrkontrollen och två

Figur 14: Koncept 5 är ett skärp-format bälte med styrkontroll positionerad i mitten. Batterierna i fickor, en på varje sida av

styrkontrollen.

Figur 15: Koncept 6 är en västliknande idé som spänns samman på baksidan. styrkontrollen är positionerad i mitten med batterierna ovanför, placerade i varsin ficka.

Figur 16: Koncept 7 är en typ av väst med inspiration från säkerhetsvästar. Det ska gå att öppna västen vid framsidan där

komponenterna sitter på västvägen som ett pack.

Figur 17: Koncept 8 är ett typ av bälte med en låda på ryggen. Lådan kommer bära alla komponenter och samtidigt skydda de.

Figur 19: Koncept 9 är en anordning med tunn design. Batterierna ska sitta ungefär vid armhålan och styrkontrollen vid magen. Idén var inspirerad från anordningen som används vid bungyjump.

Figur 18: Koncept 10 är en väska som ska bli placerad ungefär i midjehöjd vid ena höftsidan. Den kan spännas åt runt midjan samt runt bröstkorgen och ryggen.

Komponenterna ligger i väskan som ett komprimerat pack.

Figur 20: Koncept 11 är ett bälte med hela paketet positioneras på mitten av bältet. Styrkontrollen sitter i en låda och batterier i varsin liten låda. Hela konceptet är formad för att dölja sladdarna mellan styrkontrollen och batterierna.

Innan konceptvalet skulle genomföras var det också väsentligt att granska egenskaper jämtemot krav av lösningsförslaget. För att tydliggöra förhållanden beslutade författarna att strukturera upp en kravspecifikation samt identifiera de designkritiska parametrarna. Därefter gjordes en Quality function deployment (QFD) jämtemot den befintliga lösningen från företaget samt andra möjliga konkurrenter från utomstående företag och organisationer. Konkurrenternas lösningsförslag hittas i bilaga 4. Det som eftersträvades var att försöka betona det viktigast delarna vid utveckling av lösningsförslaget.

3.2.3.

Kravspecifikation

Krav Beskrivning

Dolda sladdar Den befintliga prototypen samt andra konkurrenter har ofta åtkomliga sladdar. Författarna tyckte det är lämpligt att alla typer av sladdar i konstruktionen är dolda.

Vara stadig Lösningsförslaget bör eftersträva symmetri och viktbalansering. Detta är för att användaren ska känna sig bekväm att bära författarnas

lösningsförslag under långa dagar som också staplas upp för resterande tid de använder lösningsförslaget. Detta är också på grund av säkerhetsskäl, stadigheten gör lösningsförslaget robust och minskar skadlighetsgöra. Material Materialvalet är mycket viktig då lösningsförslagets långa användningen

medföljer faktorer som exempelvis irritationer i form av värmebildande och klåda om olämpligt material väljs. Materialet bör också eftersträva att vara mjukt och flexibelt.

Form Formen på lösningsförslaget påverkar många faktorer som bekvämhet, vikt och ergonomi. Ett exempel på detta är om lösningsförslaget är en väst och har onödiga tjocklekar utöver designen.

Tillverkning Författarna tycker berörande tillverkningen att lösningsförslaget kan vara komplext. Dock får det inte vara orealistiskt att tillverka lösningförslaget. Det måste finnas lämpliga tillverkningsmetoder.

Positionering Uppgiften med anordningen är att bära de olika komponenterna för det artificiella hjärtat. Lösningsförslaget borde på grund av detta vara designad utifrån vart komponenterna ska sitta.

Avtagbar Komponenter ska kunna avtas ifrån lösningsförslaget. Batterierna måste kunna bytas ut mycket enkelt samt om styrkontrollen måste underhållas. Lösningsförslaget ska också kunna avtas på grund av anledningar som rengöring dessutom ska användaren inte vara fullständigt beroende av lösningsförslaget från författarna.

3.2.4.

Designkritiska parametrar

Egenskaperna som lösningsförslaget bör erhålla är: Viktning Egenskaper Beskrivning

1 Vikten Ingen av koncepten har orealistisk tyngdmöjlighet i idégenereringen som författarna genomförde. Författarna tyckte där av att vikten kommer att vara betydande men inte en faktor stor nog att ge en försänkt upplevelse av

lösningsförslaget.

5 Renhet Denna samspelar med kravet avtagbar. 3 Montering Denna samspelar också med kravet avtagbar. 5 Säkerhet (för

utrustning)

Lösningsförslaget ska ha en skyddande egenskap för komponenterna och sladdarna.

5 Bekvämhet Lösningsförslaget ska vara mycket bekväm att använda. Där av den höga viktningen.

4 Utseende När lösningsförslaget används vill författarna att användaren känner sig inte bara bekväm att använda den men också bekväm att använda produkten runt andra människor. 3 Justerbarhet Lösningsförslaget ska kunna spännas åt.

2 Storleksanpassad Beroende av vilket koncept som blir vald är det en bra egenskap om lösningsförslaget är anpassad för en stor variation av människans olika storlekar.

5 Ergonomiskt Lösningsförslaget ska vara anpassad för människan för att förebygga risker för ohälsa och olycksfall. Denna egenskap samspelar med bekvämheten.

3.2.5.

QFD

Med kraven och egenskaperna etablerade kunde författarna genomföra en QFD. Denna har använts för att underlätta konceptvalet samt tydliggöra vilka faktorer som är viktiga i designen av lösningsförslaget. Den kommer därför vara till stor hjälp i vidareutveckling av det koncept som blir valt. Se bilaga 5 för att se författarnas fullständiga QFD.

3.3.

Konceptval

Med hjälp av litteraturstudien och QFD kände sig författarna redo att göra den första sållningen av de elva stycken koncepten. Konceptvalsmetoden som användes var Pughs

konceptvalsmatris. Författarna tyckte denna metod är lämplig då det ger en tydlig bild av hur koncepten skiljer sig ifrån varandra och uppfyller de olika egenskaperna.

Figur 21: Pughs matris försök 1.

Koncepten har blivit jämförda jämtemot den befintliga lösningen från företaget (referens konceptet). Det författarna gjorde var att använda det befintliga lösningsförslagets summa sedan adderades denna summa med den resulterande viktade summa från de olika koncepten. Exempelvis fick koncept 1 tre stycken +1 i jämförelse med det befintliga lösningsförslaget. När dessa positiva egenskaper multipliceras med viktningen bakom en egenskap fick koncept 1 en viktad summa på 14 poäng utöver den befintliga. På grund av detta blir den viktade summan 38 i slutändan.

Författarna var dock inte fullständigt nöjda med den första sållningen. En del av koncepten tycktes kunna innehålla potential till bra lösningsförslag men fick ett väldigt lågt betyg i första sållningen. Därför gjordes en ytterligare sållning för de koncept som fick ett lägre betyg än referens konceptet. Konceptsållningen var lika som försök 1 men författarna tänkte något annorlunda vid försök 2 för de koncepten med sådant lågt betyg. Se bilaga 6 för tabellen av det andra försöket. Koncepten som värderades en gång till var koncept 5, 6, 8, 9 och 11.

Efter den andra sållningen var det bara koncept 8 som inte tycktes innehålla någon potential för ett bra lösningsförslag då den fick ett lägre betyg än den befintliga i båda värderingarna.

Koncept 5 och 9 fick ett högre betyg än referens konceptet i det andra försöket. Dock var det inte speciellt mycket högre än referens konceptet och författarna kände att försök 2 av sållningen var mindre objektiv där av uteslöts dess två också. Koncept 6 och 11 fick dock ett mycket högre betyg än första sållningen och tycks vara onödigt att utesluta i nästa sållning. Det författarna gjorde var att kombinera de åtta återstående koncepten intill tre stycken. Författarna kategoriserade koncept som har liknade ursprung i design med varandra. Väst blev konceptgrupp 1 medan väska blev 2 och bälte 3.

Gruppering:

Grupp 1: Koncept 2, 3 och 7 Grupp 2: Koncept 6 och 10 Grupp 3: Koncept 1, 4 och 11

Författarna använde TST för att ändra och modifiera fram koncept 12, 13 och 14. Denna metod tycktes vara lämplig då de tidigare koncepten kunde sållas bort utan stor risk att potentiella lösningar fullständigt bortses.

Figur 22: Koncept 12 har utnyttjat formen av koncept 2 men nu stängs plagget på framsidan. Den har också en mer västliknande topp-del. Komponenterna hamnar som ett paket vid ena höftsidan. Författarna har också tagit inspiration från viktvästar och konstruktionen kan

viktbalanseras genom att placera vikter i motsvarande sida.

Figur 23: Koncept 13 utnyttjar en väsklikande lösning som koncept 10 men väskan kan flytas mellan höftsidor. Den har också ett ytterligare band som går vertikalt vid ryggen för att stödja upp midjebandet. Konceptet kan spännas åt vid bröst och midja. Komponenterna ligger som ett paket i väskan.

Efter de tre nya koncepten hade genererats gjordes ett slutgiltigt konceptval mellan dessa tre varianter. Lika som försök 1 användes företagets befintliga prototyp som referens vid bedömning.

Figur 25: Pughs matris försök 3

Koncept 14 fick det högsta betyget vid författarnas bedömning där av valdes detta koncept för att vidareutvecklas.

Figur 24: Koncept 14 utnyttjar formen av ett bälte från koncept 1 och paket för komponenterna från koncept 11.

3.4.

Konceptutveckling

3.4.1.

Prototypframtagning

För att få en bättre uppfattning av hur det valda konceptet skulle vara i verkligheten framtog författarna en prototyp för att sedan kunna testa den.

Författarna började med att slå samman 4 stycken A4 papper med hjälp av silvertejp, för att kunna rita konceptvalet (se figur 22). Profilen för hela bältet är större vid höfterna och mitten av ryggen. För ryggens högsta punkt till mitten är det 50 mm och kurvan avtog med 4 mm till bältets lägsta punkt. Vid höfternas högsta punkt är det 60 mm och kurvan avtog med 5 mm till lägsta punkten. Efter måttsättningen klippte författarna ut profilen med hjälp av en sax. Tejpade över ena sidan (se figur 21) och slutligen täckte hela profilen med tyg (se figur 24), för att öka hållbarheten inför testning. Eftersom målet med prototypframtagningen är att sedan kunna testa den, skapade författarna vikter med exakta mått som skulle motsvara komponenterna för artificiella hjärtat (se figur 23). Vikter är gjorda av plastpåsar fyllda med vatten och täckta med silvertejp för att skydda mot läckage. Vikterna väger 411 gram som motsvarar styrkontrollen och 343 gram för varje batteri.

Figur 26: Silvertejpningen av prototyp. Figur 27: Ritning av prototyp.

3.4.2.

Prototyptest

Efter prototypframtagning sattes prototypen för testning av författarna. En av författarna drog bältet runt median sedan placerades vikterna på framsidan av bältet med silvertejp, först över varje vikt var för sig runt bältet för att sätta fast vikterna på bältet. Sedan silvertejpades vikterna över alla tre med varandra för att öka stabiliteten ytterligare. Prototypbäraren både gick och satte sig med bältet på. Efter testningen konstaterade författarna att bältelösningen har potential att fungera i verkligheten.

Figur 28: Egen-gjorda vikter. Figur 29: Prototyp täckt av tyg.

3.4.3.

Modifieringar och tillägg 1.0

En del modifikationer genomfördes på det valde konceptet. Bland annat positionerades komponenterna om. Batterierna blev placerade på höger sida höft medan styrkontrollen blev placerad på andra höftsidan. Detta medför att styrkontrollen ligger nära till där sladdarna går in till den hjärtsjukas artificiella hjärta. Dessutom blir det en förbättrad ergonomi om

komponenterna ligger vid höftsidorna då bältets design är större vid denna yta samt blir det en mer balanserat och uppdelad viktfördelning. Vikten mellan de två batterierna och

styrkontrollen skiljer i gram, det är en något försumbar viktskillnad. Anledningen till att författarna till en start tyckte att komponenterna skulle sitta på framsidan var på grund av att enkelt kunna designa något som skyddar sladdarna. Det ska fortfarande finnas genomtänkt design för sladdarna men författarna bestämde att det är fördelaktigt om användaren kan välja mellan att bära bältet ovanpå eller under sina kläder.

Författarna ändrade även designen för styrkontrollen som ett förslag till uppdragsgivaren, där uttag för sladdar mellan styrkontroll och batterierna hamnade på en och samma sida istället för var sin sida (figur 27). Detta beror på att eftersom styrkontrollen ligger på vänstersidan

kommer sladden som går från högra sidan av styrkontrollens uttag till ena batteriet vara i vägen och göra det svårt för patienten att ta på/av bältet.

Om den hjärtsjuka kan välja att använda författarnas bälte innanför sin tröja minskar synligheten som kan öka bekvämheten runt andra människor. Dessutom då komponenterna istället positionerades om på höften minskar synligheten ytterligare om bältet bärs under kläder. Detta var ett försök att utnyttja användar-centrerad design då fler problematiska frågor måste bearbetas men på priset av en ökad kundnöjdhet.

Detta medför att några ytterligare tillägg i den övergripande designen måste finns med. Bland annat måste det material som ligger emot användarens hud vara bekvämt (liknande

värmeledningsförmåga som människans hud, inte vara irritationsframkallande etcetera).

Författarnas idé var att göra ett ytskikt på bältets insida av ett väldigt mjukt material som ligger emot huden. Dessutom tycks det vara behagligt att tillägga luft-gångar i form av små hål i den övergripande designen av bältet. Ventileringen blir då bättre och motverkar svettbildningar samt irritationer av att bältet blir för varm.

Figur 32: Styrkontroll i CAD med uttag vid sidan.

3.4.4.

Modifieringar och tillägg 2.0

Efter ett samtal med uppdragsgivaren efterfrågades en helt ny design på lådan som ska bära batterier och styrkontroll. Det tycktes att sladdproblemet inte blir löst genom att placera

batterierna på ena höftsidan och styrlådan på andra. Deras lösningsförslag var att styrlådan och batterierna ska placeras i en och samma låda och dessutom ska styrlådan och de två batterierna definieras som ett paket som enkelt kan bytas ut av den hjärtsjuka som en enhet.

Den nya lådan kan fortfarande sita på höftsidan närmast till där hjärtat ska opereras in. Den nya modifieringen leder till att batterierna kopplas ihop med styrkontrollen genom lödning.

Lösningsförslagen ses i figur 28.

Figur 33: Styrkontroll och batterier.

Detta motarbetar några av författarnas eftersökta egenskaper på lösningsförslaget som

eftersträvades att uppnå. Även om det uppstår nya nackdelar finns det fördelar med detta, dessa har strukturerats upp under:

Fördelar

• Inga sladdar synligt i designen.

• Enklare för den hjärtsjuka att hantera och byta ut komponenter. • Ökad säkerhet.

• Mindre komplex design. Nackdelar

• Försämring i balanserad viktfördelning. • Minskad ergonomi.

• Den nya designen kommer synas mer då lådan ökar i tjocklek. • Risk för minskad bekvämhet.

En display efterfrågades också av uppdragsgivaren denna lades till i designen av lådan som ska sitta på locket av lådan så att användaren kan se den.

3.4.5.

Design av bältet

Designen av kardborrebanden var gjorda som två stycken långa rektanglar. Den yttersta har den mjuka ytan medan den inre har den hårda ytan som är den som fastnar när den kommer i

kontakt med den mjuka (se figur 29). Författarna ville utnyttja en mycket enkel låsmekanism på bältet då många av de äldre grupper, förmodligen inte är speciellt bekant med denna typ av bälte. Detta uppfyller ett av de kognitiva behoven (figur 4).

Författarna utnyttjade en form av bältet som är större vid höft och rygg. Idén var att den större kontaktytan vid ryggen kommer få konstruktionen att något kännas som den lutar framåt, då ytan är större bak. Vid vänster höftsida, där lådan ska sitta, kommer vikten fördelas på en större yta. Dessutom, då kontakten mellan bältet och användaren är störst vid höfterna, kommer bältet att få mycket lyft hjälp vid dessa områden.

Detta bälte ska inte sitta speciellt hårt på användaren därför tyckte författarna att mönster utsatta hål i designen möjligtvis kan uppfylla ett emotionellt behov (figur 4). Exempelvis om dessa hål satt på ett gymbälte skulle det resultera i att bältet går sönder snabbare då det skulle bli koncentrerade spänningar runt hålen. Fallet är inte lika för detta bälte och därför kan dessa hål anses lämpliga. Ett stort bälte av denna typ är garanterat att bli varm vid något tillfälle även beroende på vilket material som blir valt. Hålen sitter från höger höftsida fram till innan vänster höftsida (figur 30). Författarna tyckte det är onödigt att sätta hål vid kardborrebanden och där låda ska sitta då hålen ändå täcks för.

Figur 34: Designen av kardborreband.

Det finns också utskärningar vid bältets design av höftsidorna för att eftersträva antropometrin för höfterna (figur 31).

3.4.6.

Design av lådan

Designen av lådan blev bunden till resultatet av modifiering 2.0 (se figur 28), Det vill säga att lådans form anpassar sig efter komponenternas storlek. Facket komponenterna placeras i består av 2 delar, en för styrkontrollen (1) och en för batterier (2) (figur 32). För att se hur

komponenterna ligger i lådan se figur 35.

Locket innehåller 5 stycken hål (figur 34), två första (A) för att kunna koppla sladden mellan hjärtat och styrkontrollen och resterande tre knapparna (B) är för att användaren ska kunna komma åt knappar för hjärtpump styrningen.

Locket innehåller även en display (C) (figur 34) för att informera användaren nödvändig information såsom batterinivå med mer. Varje håll i (A) har var sin gång (D), för att användaren ska kunna öppna locket utan att det fastnar på sladdarna som går från styrkontrollen till hjärtpumpen.

Bakre delen av lådan (figur 33) kom till när författarna sammanfogade lådan med bältet. I och med att lådans bakre del var rak och området lådan ska positioneras får en kurvig form, insåg författarna att endast en liten del av lådan sammanfogas med bältet. För att lådan ska få ett bättre grepp med bältet skapades bakre del som till och med ger en mer tilltalande design. För att se en skillnad se figur 36 och figur 37. Radien på delen är anpassat efter storleken på bältet.

Figur 36: Utskärningar vid höfterna.

3.4.7.

Undersökning av material

Författarna undersökte olika material i detta avsnitt med hjälp av CES edupack. Eftersom insidan på bälte ska komma i kontakt med människans hud var det viktigt för författarna att välja ett lämpligt material som har liknande värmeledningsförmåga som huden. Värmeledningsförmågan hos en människans hud är 0,209 W/m.k (Professor Kenneth R. Holmes, 2018).

En annan eftersökt parameter för det övergripande bältet är flexibiliteten av ett material. Ett alldeles för styvt material som inte går att böja kommer bli obekvämt för användaren. Denna mäts genom böj-modulen (flexural modulus) och hög flexibilitet mäts genom ett lågt värde <1 GPa (CES edupack, 2018).

Priset är också viktigt men en bestämd gräns har inte framtagits av författarna. Utan om två material kan uppfylla tidigare krav lika bra men ena materialet är mycket dyrare än den andra är denna ett sämre alternativ.

Författarna undersökte också några vanliga material på gymbälten då dessa har likande dimensioner och storlek som författarnas lösningsförslag. Better Bodies Gear tillverkar

gymbälten i läder dessutom är en kombination av polyester, nylon och neopren vanligt (Better Bodies Gear, 2018).

Eftersom komponenter skall placeras in i en låda var det viktigt att välja ett lämpligt material som förutom att vara något flexible, ska det även tåla tryck/dragning tyckte författarna för att kunna skydda komponenter inne i lådan. En sådan parameter inne i CES kallas för poisson's ratio (på svenska tvärkontraktionstal) som anger hur ett material reagerar på tryck och drag det vill säga kvoten av tryck och dragning. Parametern prioriteras först av författarna. Även värmeledningsförmåga var en viktig parameter eftersom materialet måste kunna leda bort värmen ifrån batterierna.

Figur 42: Utan bakdel. Figur 41: Med bakdel.

3.4.8.

Materialval

3.4.8.1. Inre materialskikt

Ull är ett lämpligt material som det inneliggande skiktet av bältet som ligger mot användarens hud på grund av dess lika värmeledningsförmåga som huden. Författarnas förståelse är att miljön blir något mer naturligt innanför bältet om inre skiktet uppfyller liknande

värmeledningsförmåga. Därför kommer ullen inte bli varmare än kroppen på grund av en för låg värmeledningsförmåga eller leda in värme till kroppen (i en varm omgivning) på grund av en för hög värmeledningsförmåga. Denna kan vara så låg som 0.2 W/m.k vilket är lika som den mänskliga hudens värmeledningsförmåga (CES edupack, 2018, databas 3, wool). Materialet är dessutom billigt och kan kosta mellan 17–36 kronor/kilot. Materialet används frekvent som klädesplagg och är därför ytterligare försäkrande som ett lämpligt val för det inre skiktet.

3.4.8.2. Övergripande bälte

Läder är ett lämpligt material då värmeledningsförmågan är runt 0.16 W/m.k dessutom ligger des böj-modul under 1 GPa (CES edupack, 2018, databas 3, leather). Till skillnad från det inre materialskiktet är det fördelaktigt om värmeledningsförmågan på övergripande bältet är något lägre. Detta innebär att värme kommer ledas något sämre in till kroppen om det är varmt i utomstående omgivning. Dessutom kommer lufthålen i bältets design förhindra att värme låses in emot kroppen av användaren, alltså förhindras nackdelen om värmen kommer ifrån kroppen och inte leds bort tillräckligt bra av lädret. Dock är priset högt för läder, 142 kronor/kilot, men materialet är mycket lämpligt för författarnas design som måste vara flexibelt men något styvt samtidigt. Läder är mycket förekommande vid tillverkning av olika typer av bälten.

3.4.8.3. Låda

Silikon är ett lämpligt material eftersom materialet uppfyller alla uppsatta parametrar. Den har en hög tvärkontraktionstal 0.47-0.49, en värmeledningsförmåga på 0,3–1 W/m.k samt flexible och billig 27.2-50.7 SEK/kg. (CES edupack, 2018, databas 2, silicone elastomers). Silikon

används bland annat som skydds-skal för mobiltelefoner. Materialet fungerar bra som en isolator.

3.4.9.

Sammanfogning

Det inre materialskiktet kan bli sydd till det övergripande bältet.

Författarnas förslag på sammanfogning av lådan och övergripande bälte är limning.

Sammanfogningen blir mycket lik som med skor, då skornas yttre slitsula vanligtvis är en form av elastomer och sko-överdelen av läder. Skor utsätts för slitage på en mycket större nivå än hur författarnas bälte kommer att slitas. Risken är där av liten att lådan lossnar ifrån bältet. Bältet kommer fortfarande kunna tvättas och rengöras utan problem.

Limning med neopren är ett alternativ (CES edupack, 2018, Databas 3, Neoprene adhesives). Metoden fungerar med elastomerer som silikon och naturliga material som läder. Bältet kommer tåla belastningar som kompression, skjuvning, böjning och vridning. Dess funktion lossnar inte av vatten. En designriktlinje är att ytan är stor mellan det som ska limmas samman, vilket stämmer överens med författarnas delar av lådan och bälte.

4. RESULTAT (Empiri)

I följande kapitel presenteras den slutliga lösningen.

Figur 44: Slutlig produkt.

För att se ritningar av CAD-filerna se bilaga 7.

4.1.

Vikt

Den totala vikten av bältet och lådan, enligt SW filen, är 908,87 gram med de material som nämndes i avsnittet materialval.

Figur 46: Lådan bak vy. Figur 47: Lådan fram vy.

5. TEST AV RESULTAT

5.1.

Prototypframtagning 2.0

Prototypen, bältesdelen, gjordes på likande sätt som den första prototypen. Först klipptes en pappersform ut som sedan har fått lager av textil limmat på sig. Skillnaden med denna prototyp är att bättre kvalité av textil har använts, som dessutom var mer styvt. Dock inte riktigt så styvt som prototypen är tänkt att bli i läder men tillräckligt för att kunna ge en förståelse för hur prototypen skulle kunna kännas i verkligheten. En annan skillnad är också att mått från CAD-modellen har använts där också fastspänningsfunktionen (kardborrebanden) finns med. Lådan var tillräckligt liten för att kunna 3D-printas med Mälardalens högskolas maskiner. Denna blev sedan fastlimmad på bältet i den position som är tänkt (vid ena höftsidan). Två stycken design drag saknas för prototypen. Den första är hålen som ska göra att bältet ”andas” bättre så användaren inte blir för varm. Den andra saken är locket för lådan. Denna prototyp är tänkt för att testa om viktfördelningen kommer vara ett problem (som beskrevs i kapitlet modifiering 2) och om lådan kommer kännas klumpig att ha vid sidan av höften (irritationsskapande, opraktisk etc.). Detta ger också en chans att undersöka om det verkliga bältet skulle fungera för olika kroppsformer och mått. Hålen och locket påverkar inte detta och blev därför uteslutna från prototypen.

Figur 49: bälte prototyp 2.0 ovanvy

5.2.

Testing 2.0

Prototypen testades först utan vikten från komponenterna (figur 45) (batterier och styrkontroll). Bältet är mycket enkel att sätta på sig och kardborrebanden verkar inte ge intrycket av att lossna enkelt. Bältet kändes bekväm att ha på sig (fleras åsikt som testade den) men lådan är mer diskonterbart. Den positiva delen är att lådan inte är märkvärdigt stor och känns inte specifikt klumpig (slår i saker, tvingar en användare att positioner sin arm annorlunda på ett obekvämt sätt och andra saker som kan tänkas minska nöjdheten). Samtidigt är det förstås märkbart att en låda finns där och vid mycket lång användning kan ens åsikt möjligtvis ändras mot det sämre.

Med vikten från komponenterna blir dock upplevelsen annorlunda. Vikten är tillräckligt stor för att försöka tvinga ner bältets ena sida detta leder till att bältet måste spännas åt ganska hårt

Figur 48: bälte prototyp 2.0 sidovy.

för att motverka detta. Vid längre användning börjar det också belasta kroppen som i sin tur minskar ergonomin av bältet till den punkt bältet är obekväm att använda. Dock märks inte dessa nackdelar av likvärdigt mycket då en användare sitter ner.

Prototypen har testats för olika kroppsstorlekar och passade utan vidare problem för varierande midjemått (specifikt 5 olika kroppsstorlekar). Om användaren är extremt stor eller motsatsen kan dock ett modifierat bälte i storlek behövas. Bältet går att justera till stor del med hjälp av kardborrebanden men som med exempelvis gymbälten och annat finns det en begränsning i hur många olika kroppsstorlekar bältet kan passa till. Som vidareutveckling skulle där av flera olika storlekar av bältet kunna utvecklas (exempelvis small, medium och large storlekar).

5.3.

Förbättringar

Eftersom viktfördelningen är ett problem som leder till att bältet dras ner på ena sidan där lådan ligger, var det dags för författarna att komma fram med ett förslag som eliminerar problemet. Många lösningsförslag diskuterades där exempelvis vikt skulle läggas på andra sidan av bältet dock skulle det öka vikten på hela bältet vilket gör det onödigt tungt.

Något som var viktigt att tänka på var att förändringen inte skulle göra stora design skillnader som skiljer sig från uppdragsbeskrivningen.

Efter en del diskussioner och brainstorming mellan författarna ansågs koncept 13 (figur 18) skulle kunna vara ett alternativ där ett band från bältet dras över axeln för att stödja upp vikten. Detta koncept hade även näst bästa betyget vid konceptgenereringen och hade författarna vid den tidpunkten vetat att komponenterna skulle ligga i en låda, hade den lösningen varit alternativa valet vid konceptgenereringen.

Ett band fästs nära lådan från sidorna (bild) och dras över axeln är förändringen som inte ändrar designen av bältet samt blir lösningen för att stödja upp bältet.

Test av nya funktionen

Ett sådant band skapades på bältet och provades av författarna. Bandet dras upp och läggs över axeln (figur 47) som sedan spänns åt, vilket i sin tur stödjer så att bältet inte sjunker från där lådan sitter. Den nya funktionen tar upp lådan vilket underlättar problemet med

viktfördelningen.

Figur 52: Bälte med nya funktionen.

6. ANALYSER

6.1.

Resultatet återspeglat till kravspecifikationen

6.1.1.

På vilket sätt är sladdarna dolda?

Sladdarna ligger i en låda som författarna har designat. Denna sitter vid vänster höft, nära till hjärtat. Det kommer inte finnas några sladdar utsprida i designen av bältet som det originellt hade gjort om batterierna satt på andra höftsidan. Det är endast de två sladdarna som går ifrån styrkontrollen in till det artificiella hjärtat som inte har ett designat skydd av författarna. Dock var detta en av de avgränsningar som genomfördes i starten av projektet.

6.1.2.

På vilket sätt är konstruktionen stadig?

Då bältet har likande proportion till ett gymbälte blir kontakten mellan bältet och användaren betydligt mera tätt. Detta ökar svårigheter som att bältet lossnar ifrån användaren samt minskar den övergripande rörligheten av bältet. Den nya funktionen med ett axelband hjälper

viktfördelningen att bli mer stabil och stadig.

6.1.3.

Uppfyller materialet eftersökta egenskaper?

6.1.3.1. Bälte

Bältet var tänkt att tillverkas i läder med ett inre skikt av ull som är sydd till lädret. Då

värmeledningsförmågan för ull är mycket lik värmeledningsförmågan för människas hud är det ett fördelaktigt materialval. Det som resoneras är att exempelvis en hög värmeledningsförmåga kan vara fördelaktigt om värme från kroppen vill ledas bort men detta innebär också att värme leds in till kroppen lika lätt om det är varmt i omringande miljö. Därför tyckte författarna att det är mer fördelaktigt om värmeledningsförmågorna är något lika.

Läder är ett vanligt förekommande materialval bland både skärp- och gymbälten. Författarna ser inga tydliga bekymmer i att övergripande bältet är gjord i läder då denna ändå inte kommer ligga mot kroppen på de användare som vill bära bältet innanför sin tröja. Det finns dock en risk att användaren måste använda en större tröja för att få plats med bälte och låda under sin tröja. Läder är också tillräckligt styvt för att bära komponenterna utan att deformeras av

belastningen. Samtidigt som materialet är flexibelt nog för att inte bli obekväm för användaren. 6.1.3.2. Lådan

Lådan tillverkas i silikon då materialet har ett par egenskaper som avgjort valet. Materialet är tryck och drag tålig vilket betyder att det skyddar inre komponenter som skall placeras inne i lådan. Silikon kan isolera värmen som möjligtvis uppstår ifrån batterierna.