Konceptutveckling av tekniskt hjälpmedel för positionering av långa ekipage: Sensorteknologi - Ett stöd för operatörer i förebyggande av kollision

Full text

(1)

Examensarbete i Maskinteknik

Konceptutveckling av tekniskt hjälpmedel för positionering av långa ekipage

Sensorteknologi - Ett stöd för operatörer i förebyggande av kollision

Författare: Jim Duong, Jimmy Duong Handledare LNU: Janka Kovacikova Handledare företag: Rolf Johansson &

Birgitta Johansson, RJ Schakt AB Examinator LNU: Izudin Dugic

Datum: 2021-06-18 Kurskod: 2MT16E, 15hp Ämne: Maskinteknik Nivå: Högskoleingenjör

Linnéuniversitetet, Fakulteten för Teknik

(2)
(3)

III

Sammanfattning

Operatörer som kör långa och tunga transportfordon kan råka ut för kollisioner till följd av stress och utmattning men även distraktioner och dålig sikt i trafiken. Genom tekniska hjälpmedel skapas nya trafiksäkra transportmöjligheter i form av autonoma system inom transport- och fordonsindustrin vilka utgör en viktig del i utveckling av säkra miljövänliga elfordon.

I vägunderhållsfordon finns det idag få utrustning samt tekniska hjälpmedel som stödjer operatörer med positionering av ekipage som är långa och har utstickande delar, dessutom är det svårt att få en bra sikt över hela ekipaget eftersom dessa fordon är ganska stora.

Syftet med studien är att få en bättre förståelse för vilka faktorer som påverkar en operatörs möjlighet att positionera ett långt ekipage, samt föreslå lösningar på hur man kan stödja operatören att positionera ett långt ekipage.

Arbetet inleds med en företagsintervju för att få bättre förståelse kring

forskningsområde, därefter avgränsades arbetet och en litteraturstudie genomfördes för att hitta relevanta hjälpmedel som kan stödja operatörer av långa fordon.

Följaktligen påbörjades genomförandet i produktutvecklingsprocessen med tolkning av kundkommentarer, därefter fastställdes målspecifikationer. Fortsättningsvis har konceptgenereringen bidragit med tre möjliga konceptlösningar på tekniskt

hjälpmedel, varefter endast ett koncept valdes ut.

I resultatet presenteras vald tekniskt hjälpmedel som består av en vattentålig ultraljudssensor JSN-SR04T-2.0 samt ett sensorfäste, en kvadratisk låda som monteras på sidan av transportbandet med hjälp av skruvar.

Vidare diskuterar författarna arbetets metodval och resultat samt begränsningar, men även vad som hade kunnat göras på annat sätt.

Slutsatsen för studien är att konceptet som har genererats måste verifieras med fysisk prototyp och tester för att kunna säkerställa att konceptet håller standarden som krävs för användning hos ett vägunderhållsfordon, samt för att kunna stödja operatören av ett långt ekipage.

Nyckelord: Produktutveckling, Sensorteknologi, Långa tunga fordon, Ultraljudssensor, Koncept design

(4)

IV

Abstract

Drivers of long and heavy transport vehicles have a risk of getting into collisions due to stress and fatigue but also distractions and poor visibility in the traffic. Technical aids allow new-traffic safe transport opportunities created through autonomous systems in the transport and automotive industries which constitute an important part in the development of safe, environmentally-friendly electric vehicles.

Road maintenance vehicles today have very little equipment and technical aids that support operators with the positioning of long carriage that have protruding parts, in addition, it is difficult to get a good overall view of the carriage because these vehicles are quite large.

The purpose of the study is to gain a better understanding of the factors that affect an operator’s ability to position a long carriage and to suggest solutions on how to support the operator to position a long carriage.

The work begins with a company interview to acquire a better understanding of the research area. The study was delimited, and therefore a literature study was

conducted to find relevant aids that can support operators of long vehicles.

Consequently, the implementation in the product development process began with the interpretation of customer comments, after which target specifications were established. The concept generation contributed with three possible concept solutions for technical aids, after which only one concept was selected.

The result presents a selected technical aid that consists of a water-resistant

ultrasonic sensor JSN-SR04T-2.0 and a sensor bracket, a square box mounted on the side of the conveyor belt with screws.

Furthermore, the authors discuss the work's choice of method and results. But also limitations and what could have been done differently.

The study concludes that the concept that has been generated must be verified with a physical prototype and tests to be able to ensure that the concept meets the standard required for use in a road maintenance vehicle and to be able to support the operator of a long carriage.

Keywords: Product development, Sensor technology, Long heavy vehicles, Ultrasonic sensor, Design concept

(5)

V

Förord

Rapporten är vårt examensarbete i Maskinteknik för högskoleingenjör med inriktning produktutveckling vid Linnéuniversitet i Växjö. Arbetet genomförs av Jim Duong och Jimmy Duong.

Uppdelningen av arbetet har varit relativt jämnt fördelat där både Jim och Jimmy har varit delaktigt i alla beslut som har tagits under arbetets gång.

Ett stort tack till Rolf Johansson och Birgitta Johansson på RJ Schakt och

Transport AB för möjligheten att utföra vårt examensarbete samt tack till Alexander Lyrbo från Bryne AB för bidrag av CAD fil på grusåtervinnaren.

Dessutom vill vi också tacka vår examenshandledare Janka Kovacikova för utmärkt tips och handledning av examensarbetet men även Mirka Kans för feedback på forskningsplanen.

Tack till våra opponenter Martin Burelius Håkansson & Dennis Blomqvist som har gett oss värdefull feedback.

Slutligen vill vi tacka vår examinator Izudin Dugic.

Jim Duong & Jimmy Duong Växjö, 24 Maj 2021

(6)

VI

Innehållsförteckning

1. INTRODUKTION ... 1

1.1BAKGRUND ... 1

1.2PROBLEMATISERING ... 2

1.3SYFTE OCH MÅL ... 3

1.3FRÅGESTÄLLNINGAR ... 3

1.4AVGRÄNSNINGAR ... 3

2. TEORI ... 4

2.1VÄGUNDERHÅLLSFORDON (GRUSÅTERVINNARE) ... 4

2.2DÖDA VINKELN ... 4

2.3SENSORER ... 5

2.3.1 Ultraljudssensor (HC-SR04) & (JSN-SR04T8-2.0) ... 5

2.3.2 Placering av ultraljudssensorer (Personbil & Lastbil) ... 7

2.4ANDRA HJÄLPMEDEL ... 8

2.4.1 Radar ... 8

2.4.2 LiDAR ... 8

2.4.3 Kameror ... 8

2.4.4 Speglar ... 9

2.5PRODUKTUTVECKLING ... 9

2.5.1 Identifiering av kundbehov ... 9

2.5.2 Fastställning av målspecifikation ... 9

2.5.3 Konceptgenerering ... 9

2.5.4 Val av koncept ... 10

2.5.5 Fastställa slutgiltiga specifikationer... 10

2.6COMPUTER AIDED DESIGN (CAD) ... 10

3. METODVAL ... 11

3.1FORSKNINGSMETOD ... 11

3.1.1 Design Research ... 12

3.2DATAINSAMLINGSMETODER ... 13

3.2.1 Intervju... 13

3.2.2 Observation ... 13

3.3FORSKNINGSKVALITET OCH FORSKNINGSETIK ... 13

4. GENOMFÖRANDE ... 14

4.1PRODUKTUTVECKLING ... 14

4.1.1 Identifiering av kundbehov ... 14

4.1.2 Fastställning av målspecifikation ... 17

4.1.3 Konceptgenerering ... 17

4.1.4 Val av koncept ... 21

4.1.5 Fastställa slutgiltiga specifikationer... 23

5. EMPIRI ... 24

5.1FÖRETAGSBESKRIVNING ... 24

5.2INTERVJU (NULÄGESBESKRIVNING) ... 24

5.3FRÅGESTÄLLNING VIA MEJL ... 24

6. RESULTAT OCH ANALYS ... 25

7. DISKUSSION ... 26

7.1METODDISKUSSION ... 26

7.2RESULTATDISKUSSION ... 27

7.3SAMHÄLLSRELEVANS ... 27

8. SLUTSATSER... 29

REFERENSER ... 30

BILAGOR ... 34

(7)

1

Jim Duong & Jimmy Duong

1. Introduktion

Introduktionskapitlet innefattar bakgrund samt en beskrivning kring det problem som studien behandlar. Undersökningens syfte och frågeställningar presenteras även i kapitlet.

1.1 Bakgrund

Konkurrens samt ökad efterfrågan på snabba leveranser av varor ställer strikta tidskrav på operatörer som kör långa tunga transportfordon. Detta medför en hög risk för olyckor, då kollisioner sker till följd av stress och utmattning där det förekommer höga hastigheter, dålig sikt men även distraktioner i trafiken under utkörning av leveranser [1, 2].

Genom sensor- och kameratekniker skapas nya trafiksäkra

transportmöjligheter i form av autonoma system inom transport- och

fordonsindustrin vilka utgör en viktig del i utveckling av säkra miljövänliga elfordon. Tekniken används framför allt för att stödja operatören att avläsa trafiksituationer, dessutom identifiera objekt i omgivningen och fastställa hastighet samt avstånd till framförvarande fordon. Därutöver även känna av distraktioner och utmattning hos fordonsoperatörer för att kunna utföra säkra automatiska inbromsningar som undviker krock [3, 4, 5, 6, 7].

Tekniska hjälpmedel i stora långa fordon såsom kamera, radarsensor samt GPS har visat sig ge positiva effekter och minska risk för krock av

framförvarande bilar. Förare blev mer uppmärksamma på avståndet till framförvarande fordon då säkerhetssystemet varnade i form av visuella- samt ljudindikatorer [8].

Utnyttjandet av tekniska verktyg sker vid självparkering av personbilar varav sensorer bedömer om avståndet är lämpligt för att utföra en säker parkering. Parkeringskameror såsom front- och backkameror assisterar föraren genom att projicera visuella hjälplinjer vilka kan avläsas via en display [9, 10, 11].

Ett annat exempel på tillämpning av sensorteknik inom transport- och fordonsbranschen är positionering av stora tunga fordon till exempel vägunderhållsfordon. Dessa fordon bruka ofta vara långa ekipage på smala och trånga vägar med mycket omgivande vegetation var det finns ett behov av att kunna positionera sig och se hela ekipagets längd.

(8)

2

Jim Duong & Jimmy Duong

1.2 Problematisering

I vägunderhållsfordon finns det idag få utrustning samt tekniska hjälpmedel som stödjer operatörer med positionering av ekipage som är långa och har utstickande delar, dessutom är det svårt att få en bra sikt eftersom dessa fordon är ganska stora. Ett tekniskt hjälpmedel skulle kunna förvarna föraren om hinder på vägen och varna att ekipaget behöver positioneras om för att undvika kollision. Alternativa hjälpmedel skulle kunna vara kameror i kombination med sensorer eller fler speglar vilket skulle ge föraren extra stöd.

Hjälpmedel såsom sido- och backspeglar skulle kunna användas för att ge föraren utökad sikt på sidan av ekipaget samt bakåt. Tekniska hjälpmedel t.ex. kameror kan även förbättra vyn bakåt genom att ge en visuell bild av omgivningen via en digital display eller så kan sensorer utnyttjas för att detektera objekt och förvarna med ljus- och ljudsignaler för att göra operatören mer uppmärksam när objekt är för nära ekipaget.

Det finns dock begränsningar med alla typer av hjälpmedel t.ex. kan det förekomma skymda vinklar eller döda vinklar då ekipaget är långt, vilket gör att sido- och backspeglar inte ger föraren en fullständig sikt bakåt [12].

Enligt Kidd och Brethwaite [13] har backkameror även nackdelar då de inte varnar fordonsförare om hur långt ett föremål är ifrån fordonet eller om kollision har skett. Sensorer har också begränsningar såsom att systemet inte kan registrera avstånd vid förhastade backningar men även vid fall av

temperaturförändringar och för små objekt [14].

Det kan dock ifrågasättas vilken eller vilka hjälpmedel som är lämpligt för att positionera ett långt ekipage. Mer kunskap om hur man kan förhindra krock med omgivande objekt behövs, ett sätt är att ta fram olika koncept på olika tekniska hjälpmedel. Enligt Ulrich och andra [15] ger produktkoncept en bild av hur teknik skulle kunna fungera samt hur produkter kan se ut.

(9)

3

Jim Duong & Jimmy Duong

1.3 Syfte och Mål

Syftet med studien är att få en bättre förståelse för vilka faktorer som påverkar en operatörs möjlighet att positionera ett långt ekipage, samt föreslå lösningar på hur man kan stödja operatören att positionera ett långt ekipage.

Målet är att skapa konceptdesigner som kan bidra med idéer på hur man kan stödja en operatör att positionera ett långt ekipage på ett säkrare sätt.

1.3 Frågeställningar

1. Hur påverkar förarhyttens omgivning operatörens förmåga att se och positionera ett långt ekipage på ett säkert sätt?

2. Hur kan man med tekniskt hjälpmedel stödja operatören att positionera långa ekipage?

1.4 Avgränsningar

Arbetet kommer att avgränsa sig till ett antal punkter nedan för att hålla sig inom tidsramen för examensarbetet:

• Långa ekipage.

• Tekniska hjälpmedel.

• Inga fysiska prototypframtagningar endast konceptutveckling.

• Ingen test av koncept genomförs.

• Ingen programmering av sensorer eller rekommendationer av kod görs.

(10)

4

Jim Duong & Jimmy Duong

2. Teori

I detta avsnitt presenteras olika teoretiska metoder som är relevant för studien bland annat positioneringshjälpmedel som innefattar de verktyg som skulle kunna stödja operatören att utföra säkra förflyttningar av långa ekipage.

2.1 Vägunderhållsfordon (grusåtervinnare)

Vägunderhållsfordon kan se olika ut, i denna studie har grusåtervinnare studerats som visas i (Figur 1).

Grusåtervinnaren är ett vägunderhållsfordon som dras efter en väghyvel som samlar material från vägkanten och placerar det mitt på grusvägen. Med hjälp av fjädrande armar förs insamlad material in i en sorteringstrumma och sållas. Fint material förs tillbaka ut i backen medan oönskat material såsom grästuvor, stenmaterial förflyttas baklänges i trumman och därefter ut på ett transportband som skickar materialet ut i skogen. Transportbandet kan vid behov förflyttas antingen höger eller vänster sida om vägen för att

transportera ut material se (BILAGA 1). Arbetet har valt att fokusera på ett långt ekipage (transportbandet).

Figur 1: Grusåtervinnare

2.2 Döda vinkeln

En död vinkel är det bakre skymda området som inte syns på exempelvis ett fordons backspeglar. Det finns även döda vinklar på bilens främre

vindrutesidor det så kallade A-pillar blind spot vilket utgör en stor fara för passerande trafik vid korsningar. Speciellt cyklister och motorcyklister eftersom dessa områden på bilen skymmer vägen så pass bra att det i många fall kan blockera synfältet helt för bilföraren [16]. Det finns olika sätt att öka

(11)

5

Jim Duong & Jimmy Duong

sikten och säkerheten hos fordon till exempelvis genom att utnyttja tekniska hjälpmedel.

2.3 Sensorer

Det finns många olika typer av sensorer men gemensamt för alla sensorer är att de kan samla in information i form av signaler eller stimulans t.ex.

värme, ljud, ljus och rörelse. När informationen har fångats upp omvandlas det till elektriska signaler som sedan kan avläsas via en ansluten skärm.

Användningsområden för sensorer varierar beroende på vad dess syfte är, exempelvis vid mätning av temperaturer kan temperatursensorer tillämpas och för hastigheter samt avstånd används ultraljudsensorer [17], [14].

2.3.1 Ultraljudssensor (HC-SR04) & (JSN-SR04T8-2.0)

En ultraljudssensor är en beröringsfri sensor som sänder ut högfrekventa ultraljudsvåg från en sändare, ljudvågen som sänds ut träffar objekt eller föremål. Därefter reflekteras ljudvågorna tillbaka från det träffade föremålet och fångas upp av en mottagare (Figur 2). Denna teknik används vid

mätning av avstånd samt hastigheter exempelvis hos fordon där tekniken används för att bedöma avståndet till omgivande bilar [14].

Ultraljudssensorer är prisvärda med mätegenskaper som är oberoende av fukt, mörker och färg på objekt vid detektering. Situationer var det är mindre lämpligt att använda ultraljudsensorer är under vattenytan, mätningar med för långa avstånd, i vakuum men även för detektering av mjuka material [18].

Figur 2: Modifierad illustration av ultraljudssensor [19].

(12)

6

Jim Duong & Jimmy Duong

Olika mätarinställningar kan ställas in med programmerbara

ultraljudsensorer. Genom en programvara såsom Arduino IDE kan kod som är skriven via en dator överföras till ett programmerbar Arduino

mikrokontroller (Figur 4). Arduino är en öppenkällkod var man kan koppla elektriska komponenter som exempelvis sensorer och lampor m.fl. både hårdvara och mjukvara kan modifieras och ändras. Det är även lätt att dela med sig källkoder till andra användare och därmed kan redan påbörjade projektidéer av Arduino användare arbetas vidare på [20].

Modulen HC-SR04 se (Figur 3) är en ultraljudssensor med en hög

mätnoggrannhet på (0,3 cm) och kan mäta avstånd mellan (2 och 450 cm), sensorn har en induktions vinkel på 15 grader med en driftspänning DC (5,0V) [21].

Figur 3:Sensor modul, ultraljudssensor HC-SR04 [22]

Sensormodulen JSN-SR04T-2.0 (Figur 4) har en kabellängd på (2,5 m) och innefatta en hög preciserad avståndsmätare med noggrannhet på (±1 cm), dessutom en räckvidd på (20 till 600 cm) samt mätvinkel på 75 grader.

Sensorn har driftspänningen DC (3.0 - 5.5V) och en drifttemperatur mellan (-20°C och +70°C). JSN-SR04T-2.0 kan tillämpas för att detektera hinder som närmar sig och fungera som parkeringssensor hos fordon eller för att kontrollera närvaro av bilar vid trafikkontroller. Detektering fungerar utmärkt även i dåliga väderförhållande exempelvis i regn tack vare dess vattentåliga yta [23].

Figur 4: Mikrokontroller [24], avståndsmätare och ultraljudssensor [25]

(13)

7

Jim Duong & Jimmy Duong

2.3.2 Placering av ultraljudssensorer (Personbil & Lastbil)

Ultraljudssensorer används både inom fordon- samt lastbilsbranschen för att öka säkerheten, minska antalet döda vinklar och läsa av omgivningen [26].

Genom ljudsignaler eller på bild med hjälp av en display kan

ultraljudssensorer varna fordonsförare när hinder närma sig fordonet. På vanliga personbilar är sensorer placerade på front- samt baksidan av bilen (Figur 5), detsamma gäller för lastbilar, dock finns det även sensorer på sidan av ekipaget för att upptäcka trafikanter t.ex. gångtrafikanter, cyklister och arbetare som kan befinna sig vid sidan av fordonet (Figur 6).

Figur 5: Ultrasljudsensorer på en personbil [27]

Figur 6: Ultraljudssensorer på en lastbil [28]

(14)

8

Jim Duong & Jimmy Duong

2.4 Andra hjälpmedel

Det finns många olika sorters tekniskt hjälpmedel och de används inom framför allt fordonsbranschen för att stödja fordonsförare att upptäcka hinder, i detta kapitel beskrivs några av dem.

2.4.1 Radar

Radar, RAdio Detection And Ranging är en typ av sensor och fungerar på principen att en radarsignal sänds ut och träffa föremål som befinner sig i närheten, därefter reflekteras signalen tillbaka och talar om med en hög precision exempelvis hastigheten av ett fordon eller hur mycket vätska som en behållare innehåller men även detektion av hinder [29].

2.4.2 LiDAR

LiDAR som betyder Light Detection And Ranging blir allt vanligare i och med utveckling av självkörande bilar, systemet utnyttjar radiovågor för att skapa en visuell digitaliserad bild av omgivningen i verkligheten. Detta ger en bred överblick för hinder som finns runt omkring i 360 graders vy [29].

2.4.3 Kameror

Kameran är en apparat som kan framställa bilder i stillastående- eller rörlig format, detta sker genom att ljus som finns i omgivningen passerar genom en kameralins bestående av ljuskänsliga glasskivor. Därefter fångar ett ljuskänsligt medium upp motivet som bearbetas och lagrar det i ett minne [30, 26]

Vidvinkelkameran är ett tekniskt hjälpmedel som är placerad på bilens grill, sidospegel samt vid bakre registreringsskylt. Den främre kameran bidra föraren med sikt på höger och vänster sida av bilen, i exempelvis vegetationsrika vägkorsningar som annars skulle vara dold för föraren.

Sikten längs med sidan av bilen kan utökas med hjälp av sidokameror som är placerad under vardera sidospeglar [31, 32].

Backkameran är en kamera som finns monterad på bilens bakre del och ge föraren en bild bakom fordonet. Med hjälp av en ansluten skärm i bilens inre kan föraren se vad som befinner sig bakom fordonet vid parkering. Vid backning av fordon projiceras visuella hjälplinje på skärmen vilket

underlätta parkeringen. Tillsammans bidra kamerorna med 180 graders vy på vardera sida av bilen och därmed en vy runt om bilen [33, 32].

(15)

9

Jim Duong & Jimmy Duong

2.4.4 Speglar

En spegel är en reflekterande blank yta som används för att avbilda

exempelvis omgivningen, vilket utnyttjas i nästan alla slags fordon bl.a. till back- och sidospeglar för att ge föraren en god sikt för vad som händer bakom fordonet [34].

2.5 Produktutveckling

Detta kapitel presentera produktutvecklingsprocessen och de verktyg som kan tillämpas för att ta fram en konceptdesign.

2.5.1 Identifiering av kundbehov

Vid framtagning av nya produkter gäller det få en klar bild över det problem som ska lösas. I projekt där det finns en kund finns det oftast kundönskemål och dessa kan vara väldigt många. Eftersom tiden är begränsad bör de eftersträvade kraven vara tydligt formulerade redan i början av

produktframtagningsprocessen för att säkerställa vad kunden verkligen vill ha för slags produkt. Genom att kategorisera alla idéer och önskemål i en punktlista blir det tydligt vad som behöver uppfyllas för att kunden ska bli nöjd. Inom produktutveckling sker framtagning av produkter i olika etapper som måste genomföras för att säkra kvaliteten av arbetet, därför finns det olika verktyg som kan tillämpas exempelvis orsak-verkan-diagram eller Grundorsaksanalys diagram som används för att åskådliggöra de

bakomliggande orsakerna som problemet utgör och som används i arbetet [15, 35].

2.5.2 Fastställning av målspecifikation

För att en produkt ska uppnå kundbehovet krävs en detaljerad och tydlig specifikation. En produktspecifikation anger mätetal och enhet för att kunna fastställa vilka krav som produkten eftersträvar till utveckling av en produkt.

Produktspecifikationen tydliggör inte hur kravet kan uppfyllas men kan ses som ett underlag för att veta vad produkten behöver. I specifikationen klargörs också produktens kravprioritering i form av värden, vilket anger vikten och betydelsen av det krav produkten ställer gentemot kundbehovet [15].

2.5.3 Konceptgenerering

Ett produktkoncept ger åskådaren en bild över hur en produkt kan tänkas se ut. Vanligtvis presenteras ett koncept i form av handskisser eller 3D

ritningar. Förutom produktens form ger koncept också en inblick hur dess

(16)

10

Jim Duong & Jimmy Duong

teknikutveckling skulle kunna se ut, men även hur produkten fungerar. I konceptfasen utgår man från kundbehovet och vilka målspecifikationer produkten ska ha och därefter formas ett produktkoncept. Under utveckling av en produkt kan många koncepter formas men endast ett fåtal blir utvalda [15].

Med hjälp av verktyg såsom ett Konceptklassifikationsträd delas möjliga lösningar in i kategorier vilket ger en översikt av vilka koncepter som bör fokuseras på, samt underlättas jämförelse av koncept och sållning av lösningar [15].

2.5.4 Val av koncept

I steget (val av koncept) sållas koncepten för att komma fram till det mest lovande konceptet. För att sålla koncepten kan metoden Pugh konceptval [15] tillämpas där koncepten går genom avvägande processer innan konceptvalet färdigställs.

2.5.5 Fastställa slutgiltiga specifikationer

Alla specifikationer som ställs på en produkt kommer inte kunna uppfyllas, begränsningar måste göras för att kunna färdigställa produkten. Valet av koncept har en avgörande betydelse för vilka specifikationer som elimineras och vilka som kvarstå [15].

2.6 Computer aided design (CAD)

Computer Aided Design (CAD) är ett datorstött ritprogram som används för att utföra digitala konstruktionsritningar såsom räta linjer och cirklar det vill säga 2D-modeller eller solida modeller i 3D. Digitala ritningar utnyttjas av konstruktörer inom ett flertal industrier exempelvis elektronik- och

byggbranschen samt inom fordonsindustrin eller maskintekniska ändamål, som används i denna studie för att skapa en konceptdesign [36].

(17)

11

Jim Duong & Jimmy Duong

3. Metodval

I detta kapitel redovisas och beskrivs val av forskningsmetod design research, datainsamlingsmetod samt studiens angreppssätt.

3.1 Forskningsmetod

I detta arbete har forskningsmetoden Design Research Methodology, även kallat DRM valts för att få svar på frågeställningarna och syftet som studien bygger på. Enligt Säfsten och Gustavsson [37] kan DRM beskrivas som ett ramverk med avsikt att ge bättre förståelse men också stödja samt utveckla produkt- och processutveckling. DRM är därmed en lämplig

forskningsmetod för studien, vilken har en inriktning inom

produktutveckling. För att tydliggöra forskningsarbetet och beskriva hur studien är upplagd har forskningsdesignen illustrerats (Figur 7).

Figur 7:Forskningdesign

Studien kommer att utgå från kvalitativa arbetsmetoder, vilka ange egenskaper som är icke-numeriska i form av ord eller bilder [37]. Detta eftersom data kommer att samlas genom semistrukturerade intervjuer samt observationer, vilket enligt Blomkvist och Hallin [38] tillhör kvalitativa datainsamlingsmetoder. Utöver insamling av empiri genom kvalitativa metoder kan insamling även ske genom kvantitativa metoder, såsom

enkätundersökningar och experimentella undersökningar. Enligt Säfsten och Gustavsson [37] kännetecknas kvantitativa metoder av numerisk empiri, det vill säga data i form av siffror, vilket inte kommer att behandlas i denna studie.

Studien har ett abduktivt angreppssätt, vilket innebär en ansats som växlar mellan teorier och uppfattningar från litteratur samt det empiriska materialet [38]. Det empiriska materialet i denna studie kommer insamlas genom en semistrukturerad intervju och observation, varefter teorier kommer att skapas och testas.

(18)

12

Jim Duong & Jimmy Duong

Andra typer av ansatser vilka har koppling till studiens arbetssätt är induktion och deduktion. I arbeten som är induktiva utgår man från verkligheten för att samla empiri därefter skapas teorier kring det man har studerat för att få bättre uppfattning av resultat [38]. Arbeten kan också ha ett deduktivt arbetssätt vilket innebär att man börjar i teorin och skapar hypoteser kring den teori man har för att sedan verifiera eller falsifiera, genom att utföra empiriska studie i verkligheten [39].

Studien kommer att inledas med en semistrukturerad intervju med erfaren operatör på värdföretaget för att få en tydligare beskrivning av

problemområdet. Enligt Blomkvist och Hallin [38] innebär

semistrukturerade intervjuer att man samlar in empiriskt material genom att på förhand bestämma frågeområde eller teman. Frågor som ställs under semistrukturerade intervjuer är oftast inte detaljformulerade i förväg.

Eftersom forskningsområdet är brett så kommer en avgränsning att

genomföras för att fokusera på ett problemområde. Arbetet kommer också att utföra en litteraturstudie för att få överblick över tidigare forskning samt för att skapa en teoretisk referensram som stödjer utförandet av studien.

Besök på värdföretag genomförs med avsikt att få svar på de frågeställning och syfte som den aktuella studien utgör. Tillämpningar av kvalitativa arbetsmetoder såsom observationer och intervju genomförs för att samla in empiri som behövs till konceptgenereringsfasen, dokumentering av empiri utökas med videoinspelning, fotografering och noteringar, vilka kommer att utvärderas genom att kravspecifiera. Därefter utvecklas konceptdesigner i 3D och slutligen presenteras konceptförslaget.

3.1.1 Design Research

Enligt Säfsten och Gustavsson [37] kan en DRM studie delas upp i flera steg (Figur 7) och omfattningen av varje steg kan variera beroende på studiens tidsram samt syfte. Det första steget är (Klargörande av forskningsuppgift) var studiens syfte och mål utformas, i detta steg skapas en initial

nulägesbeskrivning kring valt problem som ska studeras, samt en beskrivning om målet med studien.

I steg 2 (Beskrivande studie genomförs) en bred granskning av litteratur som är inom valt forskningsområde och som har anknytning till studiens syfte och mål. För att få mer kunskap om vilka behov som efterfrågas utförs även empiriska studie i detta steg [37].

Det tredje steget (Föreskrivande studie) utvärderas datainsamling från steg 2, dessutom omformuleras eller utvecklas mål som formuleras i steg 1 i syfte att skapa koncepter för att uppnå målet [37].

(19)

13

Jim Duong & Jimmy Duong

3.2 Datainsamlingsmetoder

3.2.1 Intervju

En metod för att samla in empiriskt material till undersökning är intervju, vilket är en passande metod när man vill fördjupa sig och få en bättre uppfattning om ett fenomen. Intervjuer är också användbar när man undersöker något nytt och svårtolkad [38].

3.2.2 Observation

Observation är en datainsamlingsmetod som kan tillämpas för olika forskningsmetoder såsom fallstudie eller experiment. Enligt Säfsten och Gustavsson [37] ska observation formuleras med utgångspunkt i studiens frågeställningar i vetenskapliga texter och vara välplanerade.

3.3 Forskningskvalitet och forskningsetik

Studien eftersträva validitet genom att avgränsa sig till ett visst fokusområde som ska studeras. Vetenskapliga artiklar som är peer-reviewed eller av vetenskaplig karaktär tillämpas. Enligt Blomkvist och Hallin [38] skall akademiska arbeten innehålla relevanta källor som besvarar frågeställningen men även vara peer-reviewed d.v.s. vetenskapligt granskade av

ämnesexperter. Andra källor som inte är av vetenskaplig karaktär kommer att betänksam utnyttjas för att hålla en god forskningskvalitet.

Intervju med erfaren operatör på värdföretag utförs för att få primärkällor vilket enligt Blomkvist och Hallin [38] är intervjuer med medverkande som har nära anknytning till det man studerar.

För att uppnå en hög reliabilitet i studien kommer författarna att korrekt källhänvisa och ange referenser i studien till omnämnda länkar och böcker för att undvika plagiering. Säfsten och Gustavsson [37] menar att reliabilitet handlar om möjligheten att upprepa studien med samma resultat under liknande omständigheter.

Men även begära tillåtelse ifall det förekommer inspelning, fotografering av objekt eller personer. Syftet med arbetet kommer att förklaras tydligt för de intervjuade samt hur informationen kommer att behandlas. Forskningsetik syftar bland annat på hur personinformation i forskning bör hanteras och lagras [40]. Medverkande personer i forskning ska skyddas och inte kränkas eller ta till skada. Arbetet kommer i stort sett förhålla sig till de

forskningsetiska kraven som finns på Vetenskapsrådets hemsida God forskningssed [40].

(20)

14

Jim Duong & Jimmy Duong

4. Genomförande

I detta kapitel presenteras studiens genomförande vilket innefattar arbetsmetoder i produktutvecklingsprocessen.

4.1 Produktutveckling

4.1.1 Identifiering av kundbehov

Med hjälp av en grundorsaksanalys diagram har bakomliggande problem som påverkar en operatör av ett långt vägunderhållsfordon klargjorts (Figur 8).

Figur 8: Grundorsaksanalys diagram

Genom en så kallad kontextdiagram (Figur 9) ges en överblick av enheter som påverkar ett långt ekipage hos ett vägunderhållsfordon. Figuren beskriver hur operatören med hjälp av backspeglar styr och positionerar ett långt ekipage. Diagrammet belyser också områden som kan förbättras och utvecklas.

(21)

15

Jim Duong & Jimmy Duong

Figur 9: kontextdiagram för ett vägunderhållsfordon med långt ekipage

För att få en bättre översikt av problemet samt förstå kundbehovet

genomfördes en semistrukturerad intervju med värdföretag och med operatör av ett vägunderhållsfordon. Utifrån frågeställningar har kundkommentarer samlats och identifiering av kundbehov skett genom tolkning av

kundkommentarer se (BILAGA 2).

Kundbehoven organiserades i en hierarkisk lista och för att resurser ska läggas på rätt ändamål har kundbehov med liknande innebörd grupperats, de sekundära kundbehoven har grupperats och översatts till primära kundbehov se Tabell 1.

(22)

16

Jim Duong & Jimmy Duong Tabell 1: Primära och sekundära kundbehov i hierarkisk lista

Primär kundbehov

Hjälpmedlet ska ge föraren indikation på avståndet mellan hinder och ekipage

Utmatarband ska svängas automatisk

Sekundär kundbehov

Hjälpmedel ska varna operatören

när transportban -det riskerar att kollidera

Hjälpmedlet ska ge operatören

bättre översikt av

ekipaget

Hjälpmedel ska kunna

detektera hinder på avstånd

Hjälpmedlet ska minska operatörsber -oendet.

Utmatarban det ska svänga automatisk

De primära kundbehoven tilldelades vikter enligt skala se Tabell 2 och Tabell 3. Kundbehovet Hjälpmedlet ska ge föraren indikation på avståndet mellan hinder och ekipage tilldelades relativa vikten 5 eftersom behovet ansågs vara kritisk för att föraren ska kunna förhindra kollision och känna sig trygg. Det andra behovet Utmatarband ska svängas automatisk ansågs vara en bra funktion att ha och tilldelades relativa vikten 3.

Tabell 2: Relativ vikt för kundbehoven

Nr. Kundbehov Relativ

Vikt 1. Hjälpmedlet ska ge föraren indikation på avståndet mellan hinder

och ekipage 5

2. Utmatarband ska svängas automatisk 3

Tabell 3: Relativ viktskala

Relativ vikt 1 2 3 4 5

Beskrivning Oönskad funktion

Oviktig funktion

Funktion som skulle vara bra

att ha

Hög önskvärd

funktion

Kritisk funktion

(23)

17

Jim Duong & Jimmy Duong

4.1.2 Fastställning av målspecifikation

För fastställning av målspecifikationer har vikt, enhet samt ideala värden angetts enligt Tabell 4. Från kundbehoven har tolkningar gjort för att kunna fastställa målspecifikationer bland annat har; (Minimalt detektionsavstånd), (Maximalt detektionsavstånd) samt (Hjälpmedel ska kunna fästas)

formulerats från kundbehov nr. 1, Tabell 2.

Målspecifikation nummer ett, (Minimalt detektionsavstånd) har tilldelats vikten 5 samt ideala värdet (0,3 m) för att det ska finnas marginal mellan hinder och ekipage samt att kollision inte ska ske.

Det andra målspecifikationen (Maximalt detektionsavstånd) har tilldelats vikten 5 och ideala värdet (1 m) eftersom detektionsavståndet ansågs vara lagom. För att hjälpmedlet ska kunna sitta stadigt och stödja föraren måste tredje målspecifikationen (Hjälpmedel ska kunna fästas uppfyllas), vikten för denna specifikation är 5.

Tabell 4: Målspecifikationer

Spec. nr Behov nr. Metrisk Vikt Enhet Idealiskt värde

1 1 Minimalt

detektionsavstånd

5 m 0.3

2 1 Maximalt

detektionsavstånd

5 m 1

3 1 Hjälpmedel ska

kunna fästas

5 Binär Uppnås

4.1.3 Konceptgenerering

Utifrån kundbehoven och målspecifikationerna bildades en uppfattning av vad för slags hjälpmedel som behövde genereras. Det blev ganska tydligt att någon typ av detektionshjälpmedel skulle behövas, men även en låda för att skydda och fästa hjälpmedlet på transportbandet.

För att kunna utveckla ett koncept har författarna genomfört en litteraturstudie och tittat närmare på flera tekniska hjälpmedel, såsom LiDAR, ultraljudssensor och radar samt kameror. Även hjälpmedel som exempelvis speglar har studerats. Genom intervju med värdföretaget förstod författarna att det fanns en avsikt att installera kameror samt att de

existerande backspeglarna redan fungerar relativt väl, varmed dessa

hjälpmedel eliminerades. Detta resulterade i att LiDAR, ultraljudssensor och radar kvarstod som alternativ. LiDAR, som förekommer i

självkörandefordon, används för avläsning av omgivningen i en 360-graders vy. Om grusåtervinnaren var självkörande skulle därmed LiDAR vara ett bra

(24)

18

Jim Duong & Jimmy Duong

alternativ eftersom den ger god överblick av vägen. Grusåtervinnaren är dock inte självkörande, varmed tekniken skulle vara mer avancerad än vad som behövs. I grusåtervinnarens fall efterfrågas enbart ett hjälpmedel som kan detektera och varna vid upptäckt av hinder. Mellan de två resterande alternativen valdes ultraljudssensorer. Detta då tekniken är förekommande i bilar och används som parkeringassistans, men även hos stora och långa lastbilar för avläsning av trafiken.

Därefter har författarna valt att titta närmare på två typer av programmerbara ultraljudssensorer JSN-SR04T8-2.0 och HC-SR04, varefter

ultraljudssensorn JSN-SR04T8-2.0 (Figur 4) visade sig ha bättre egenskaper samt att liknande sensor används redan hos bilar och därmed valdes det.

Till konceptutveckling av ett sensorfäste gjordes sökningar på

förvaringsbehållare av sensorer vilket det fanns få utav som är lämpligt för ändamålet. På grund av detta har författarna utgått från formen av utvald sensor JSN-SR04T8-2.0 där inspiration från lådor eller andra behållare med lock hämtats.

Genom brainstorming har idéer uppkommit och skissats med utgångspunkt kring placering av ett sensorfäste på vägunderhållfordonets transportband.

Utmatarbandet är stort och har många olika detaljer samt geometrier vilket togs i beaktande vid skissning av idéer. Den idéskiss som författarna har valt ut från brainstorming processen är det kvadratiska sensorfästet se (Figur 10).

Figur 10: Idéskiss på sensorlådor

(25)

19

Jim Duong & Jimmy Duong

Därefter genererades alternativa konceptlösningar för montering av sensorer på transportbandet, vilka tydliggörs med hjälp av ett klassifikationsträd se (Figur 11). Svetsning sållades bort då lösningen ansågs vara icke lämplig på grund av att det finns lättare sätt att montera sensorsfästet. Det skulle även innebära att sensorn sitter permanent fast på transportbandet vilket försvårar underhållning av sensorer. Tre koncepter som kvarstod efter sållning var lim, skruv samt glidfunktion.

Figur 11: Konceptklassifikationsträd

Koncept: Limfäste

Detta koncept består av ett topplock och bottenlock som fäst ihop med hjälp av fyra skruvar, varav sensorn placeras inuti lådan och kabeln dras genom ett hål som finns överst på lådan. Konceptet är ett limfäste som limmas direkt på transportbandet utan några fästelement såsom skruvar se (Figur 12).

Figur 12: Limfäste

(26)

20

Jim Duong & Jimmy Duong

Koncept 2: Skruvfäste

Skruvfästet är en låda som består av två delar övre lock och nedre lock vilka fäst ihop med fyra skruvar, en sensor är placerad i mitten av lådan var det finns ett hål. Kabelgenomföring görs på baksidan av lådan som har ett hål i centrum. För att detta koncept ska fungera behövs det borra hål på

transportbandet för kabelgenomföring samt fästelement (Figur 13).

Figur 13: Skruvfäste

Koncept 3: Glidfäste

Lik de två ovannämnda koncepterna är glidfästet en låda som består av övre och botten lock, men har lock med snäppfäste. I detta koncept krävs ett separat del som först installeras på transportbandet med hjälp av skruvar.

Därefter monteras sensorfästet med hjälp av ett glidfäste som håller lådan på plats se (Figur 14).

(27)

21

Jim Duong & Jimmy Duong Figur 14: Glidfäste

4.1.4 Val av koncept

Sållning av koncepter har genomförts med en Pugh matris. För att lättare hänvisa till koncepter tilldelades bokstäver till varje koncept se Tabell 5. Det referenskoncept som valts är (A), koncept med skruvfäste Tabell 6. Tre koncepter har jämförts och tilldelats nollor (0) för de funktioner som är

”lika”, plus (+) för de funktioner som är ”bättre än” och minus (-) för de funktioner som ansågs vara ”sämre än”. Det slutgiltiga rank som har fastställt är 1 till referens A, 2 till koncept C samt 3 till koncept B.

Det som kriterium som har fastställt för varje koncept var ”Enkel att byta”,

”Enkel att montera”, ”Stabil” och ”Antal delar”. Var limfästet, koncept (B) ansågs vara likvärdig som referens (A) och koncept (C) och därmed

tilldelades en nolla (0) för enkel att byta, men för enkel montering av fäste genom limning tillgav konceptet ett minus (-) på grund av att limning kan vara krävande att fästa då limytan behöver torkas. För stabilitet fick

limkoncept B ett minus (-) eftersom det finns risk att fästet lossnar, men för antal delar var konceptet likvärdig med referens A, därmed tilldelades en nolla (0).

De antal nollor, minus och plus för koncept (C) är: noll (0) för enkel att byta med anledning av det har en glidfunktion och är avtagbar och kan enkelt bytas ut, för enkel montering fick konceptet ett plus (+) för sin smidighet att lätt och enkelt fästas. För stabilitet tilldelades minus (-) då det ansågs vara sämre än referens A med risk att falla av på grund av sin glidfunktion.

Slutligen fick konceptet (C) också minus (-) för antal delar då det krävs fler delar än referenskoncept (A) samt (C).

(28)

22

Jim Duong & Jimmy Duong

Efter rankningsprocessen valde författarna att gå vidare med referenskoncept (A), skruvfästet eftersom konceptet inte kräver så många delar som koncept (C), men också främst för att skruvfästet är ett stabilt koncept.

Tabell 5: Genererade koncept

A B C

Sensorfäste Skruv Lim Glid funktion

Tabell 6: Pugh matris för sensorfäste

Kriterium A (referens) B C

Enkel att byta 0 0 0

Enkel att montera 0 - +

Stabil 0 - -

Antal delar 0 0 -

Summa (+) 0 0 1

Summa (0) 4 1 0

Summa (-) 0 2 2

Poäng 0 -2 -1

Rank 1 3 2

Fortsätt? JA NEJ NEJ

(29)

23

Jim Duong & Jimmy Duong

4.1.5 Fastställa slutgiltiga specifikationer

Efter val av koncept kunde den slutgiltiga specifikationen fastställas se Tabell 7.

Det koncept som har tagits fram uppfyller de ideala värden som fastställdes för målspecifikationen.

Tabell 7: Slutgiltiga specifikationer för tekniskt hjälpmedel

Spec. nr Behov nr. Metrisk Vikt Enhet Värde

1 1 Minimalt

detektionsavstånd

5 m 0.3

2 1 Maximalt

detektionsavstånd

5 m 1

3 1 Hjälpmedel ska

kunna fästas

5 Binär Uppnås

(30)

24

Jim Duong & Jimmy Duong

5. Empiri

5.1 Företagsbeskrivning

Rolf Johanssons Schakt & Transport AB grundades 1977 i Hallabro och är ett företag som består av sju medarbetare. Företaget arbetar med

kabelnedgrävning, vägunderhåll b.la. grusåtervinning men även försäljning av grus och matjord.

5.2 Intervju (Nulägesbeskrivning)

I nuläget har grusåtervinnaren inget tekniskt hjälpmedel som stödjer

operatören med säkra förflyttningar av ett långt ekipage. Företaget har tänkt på ett automatiserat system som detektera och förflytta på ett långt ekipage se (BILAGA 1).

5.3 Frågeställning via mejl

Sikten i förarhytten vid förflyttning av ett långt ekipage (transportband) under arbete är för nuvarande rätt bra då det finns backspeglar vid

väghyveln. Dock saknas hjälpmedel såsom kameror vilket skulle kunna öka sikten ännu mer se Tabell 8.

Tabell 8: Frågeställningar besvarade av kunnig operatör av vägunderhållsfordon via mail

Frågor Svar

1. Har ni installerat kameror på transportbandet? Ifall ja, vart någonstans på transportbandet?

Inte ännu men vi ska 2. Hur upplever du sikten i förarhytten vid förflyttning av

transportbandet under arbete?

Det är bra backspeglar på väghyveln, så det funkar rätt bra, men kan bli bättre

med kameror.

3. Finns det något som skymmer sikten (dödavinklar) i förarhytten och gör det svårt att se transportbandet?

Ja trumman och elverket skymmer sikten.

4. Ta du hjälp av sidospeglar för att förflytta transportbandet eller andra hjälpmedel?

Sidospeglarna.

(31)

25

Jim Duong & Jimmy Duong

6. Resultat och Analys

Genom produktutvecklingsprocessen har den slutgiltiga konceptdesignen av ett sensorfäste utvecklats.

Ultraljudssensorn som har valts JSN-SR04T-2.0 innefatta en vattentålig sensormodul med kabellängd (2,5 m) samt en avståndsmätare med driftspänning DC (3,0 - 5.5V) och drifttemperatur (-20°C till +70°C).

Sensorn har en detektionszon på (20 - 600 cm) och en mätvinkel på 75 grader och kan upptäcka föremål som närma sig med en noggrannhet på plus och minus en centimeter.

Genom produktutvecklingsprocessen genererades och valdes följande koncept (Figur 15). Konceptet är en kvadratisk låda (70 x 70 mm) med en håldiameter (24,5 mm) för en ultraljudssensor och består av två delar vilka skruvas ihop med fyra (M1.6 x 3 mm) skruvar. Lådan fäst på

transportbandet med hjälp av fyra skruvar (3 mm), hål för kabelgenomföring är (6 mm) och dras igenom ett färdigborrad hål på transportbandet. Totalt fäst åtta sensorer på transportbandet, fyra sensorer placeras på vardera sida för att detektera hinder längst med det långa ekipaget (Figur 16).

Figur 15: Skruvfäste Figur 16: Monterad skruvfäste på ett transportband

Studiens frågeställning som handlar om ”Hur påverkar förarhyttens omgivning operatörens förmåga att se och positionera ett långt ekipage på ett säkert sätt?” har kunnat besvaras. Förarens sikt begränsas av

sorteringstrumman och elverket som täcker operatörens vy och minskar sikten till transportbandet som är del av det långa ekipaget.

Med hjälp av ultraljudsensorer kan operatören bli mer uppmärksam på föremål och hinder på vägen och därmed positionera om ekipaget. Detta gav svar på studiens andra frågeställning ”Hur kan man med tekniskt hjälpmedel stödja operatören att positionera långa ekipage?”.

(32)

26

Jim Duong & Jimmy Duong

7. Diskussion

I detta kapitel diskuteras arbetets reliabilitet samt validitet av metodval och resultat.

7.1 Metoddiskussion

Studien inleddes med en digital intervju via Zoom med värdföretaget för att få en nulägesbeskrivning och förståelse kring problemområdet. Eftersom företagets vägunderhållsfordon är relativ ny finns det många

förbättringsmöjligheter, varav studien inriktades mot att ta fram ett koncept på hjälpmedel till dess transportband. Transportbandet var av särskilt intresse att studera på grund av vetskapen om föreliggande risk för att transportbandet sammanstöter med omgivande vegetation under grusvägsunderhållning.

För att få en översikt över forskningsområdet genomfördes en

litteraturstudie, i vilken det framkom att det enbart finns ett begränsat antal studier kring grusåtervinning, men även hjälpmedel som kan stödja en förare att utföra säkra förflyttningar av ett långt ekipage. Författarna utgick därmed från artiklar av vetenskaplig karaktär och källor som ansågs vara relevanta för att få en bättre förståelse kring vilken slags teknik som utnyttjas i stora tunga fordon samt personbilar.

En kvalitativ datainsamling var avsedd att genomföras hos företaget, vilket dock inte var möjligt. Detta på grund av begränsad tidsram för

examensarbetet och att grusåtervinnaren, under tiden för planerad datainsamling, genomgick service. Den pågående Covid-19 pandemin försvårade ytterligare möjligheten till ett besök på plats hos företaget.

Insamling av data skedde därmed genom mejlkonversationer med företaget och tillgänglig material som fanns på internet, såsom bilder och videoklipp på grusåtervinnaren. Genom datainsamling på detta tillvägagångssätt, blir kartläggningen av problemen och faktorerna som påverkar operatörens förmåga att positionera långa ekipage inte lika tydliga som vid ett fysiskt besök med observation och intervju.

Utifrån artiklar och litteraturstudie om hjälpmedel i motorfordon valdes en ultraljudssensor som tekniskt hjälpmedel. För att säkerställa att utvald sensor håller kvalitén, för vad som krävs i vägunderhållsfordon eller andra

områden, skulle författarna kunna rådfråga och intervjua experter inom området sensorteknik och på så sätt få en högre validitet samt reliabilitet.

(33)

27

Jim Duong & Jimmy Duong

Författarna anser att studien har hög validitet och reliabilitet eftersom rapporten är skriven med hjälp av många olika källor. Källor som har valts är från erkända tillverkare inom bil och lastbilsindustrin men även peer- reviewed artiklar som har genomgått granskning, andra källor som inte är granskade av ämnesexperter har noggrant valts ut för att hålla en hög kvalitet i arbetet. Studien skulle dock kunna uppnå ännu högre kvalitet med mer kunskaper kring rutiner för genomförandet av en bra intervju, eftersom det skulle kunna öka validiteten ännu mer.

7.2 Resultatdiskussion

Ultraljudssensorn JSN-SR04T-2.0 valdes till konceptet för dess egenskaper att kunna stå emot regn och tuffa väderförhållande samt dess förmåga att mäta och detektera objekt från ett visst avstånd. Därutöver för dess förmåga att kunna modifieras med olika mätarinställningar genom programmering.

Antalet sensorer som monteras på transportbandet kan varieras beroende på hur många som är nödvändiga för att kunna detektera hinder. Fästet som har tagits fram är kvadratisk se (BILAGA 3) men skulle kunna utformas

cylindriskt eller i andra former för att kunna placeras på andra ytor av transportbandet. Exempelvis längst bak vid utmatningen, var det finns smala detaljer och inte är så lämplig med en kvadratisk geometri. Bilder och 3D modeller på ett vägunderhållsfordon har varit utgångspunkten för

framtagning av sensorfästet, vilket har påverkat hur placeringen av sensorer har valts. För att få en bättre verklighetsbild av hur ekipaget är och om det är en lämplig plats att fästa sensorn på, behövs det en utförligare observation på vägunderhållsfordonet i verklig miljö.

Tillverkningsmetoden av sensorfästet kan ske med hjälp av en 3D-skrivare då det är en billig metod som inte kräver mycket bearbetning och justering av verktyg. Materialet som väljs bör vara ett material som tål regn, smuts men även temperaturförändringar.

Framtida utvecklingsmöjligheter skulle kunna vara en lösning som koppla samman ultraljudssensorer med det långa ekipaget och automatisk förflytta det vid detektion av hinder. Sensorn skulle även kunna ha en inställning för att slå på och av sensorerna för att ekipaget inte ska automatisk förflyttas då det inte behövs.

7.3 Samhällsrelevans

Arbetet har bidragit med kunskap i form av idéer på hur ett tekniskt

hjälpmedel kan användas på ett fordon med långt ekipage. Exempelvis kan det bidra till en säkrare underhåll av vägar var föraren av en grusåtervinnare kan känna sig säker vid förflyttning av långa ekipage, då grusåtervinning drivs enbart av en operatör och körs på vägar med utmanande förhållanden.

(34)

28

Jim Duong & Jimmy Duong

Andra områden var tekniken skulle kunna utnyttjas för att öka säkerheten är på cyklar eller på cykelbarnvagnar som vistas i trafiken. Sensorer tillämpas redan mycket inom fordon men kommer att bli ännu mer relevant när vi går mot ett helautomatiskt samhälle.

(35)

29

Jim Duong & Jimmy Duong

8. Slutsatser

Valt sensorkoncept skulle kunna stödja operatören genom att upptäcka hinder och varna om avståndet. Men eftersom Arduino sensorer är till

mestadels för hobbyister och kopplas tillsammans på väldig enkel sätt så kan inte säkerheten garanteras eftersom det kanske inte håller den standarden som krävs för att tekniken ska vara säkert att använda.

Det finns många olika tekniker och hjälpmedel som kan placeras på ett vägunderhållsfordon men för att garantera säkerheten och vara säker på att ultraljudssensorer gör någon nytta för operatören krävs det verkliga tester för att verifiera konceptet.

Alla tekniker har för- och nackdelar, ingen teknik är bäst på allt utan genom att använda sig av olika tekniker tillsammans kan säkerheten vid

grusvägsunderhåll ökas.

Figur

Updating...

Referenser

Updating...

Relaterade ämnen :
Outline : SLUTSATSER