EXAMENSARBETE - pure.ltu.se - Luleå tekniska universitet
EXAMENSARBETE Viltvisslare En studie på viltvarnare/visslare Therese Hagberg 2015 Civilingenjörsexamen Industriell arbetsmiljö Luleå tekniska universitet Institutionen för ekonomi, teknik och samhälle Viltvarnare En studie på viltvarnare/visslare Master of Science in Industrial Design Engineering Civilingenjörs examen i Teknisk design Department of Business Administration, Technology and Social Sciences Institutionen för Ekonomi, Teknik och Samhälle Luleå University of Technology/Luleå tekniska universitet Viltvarnare En studie på viltvarnare/visslare Therese Hagberg 2015 Examinator: Åsa Wikberg Nilsson Handledare: Peter Törlind Master of Science in Industrial Design Engineering Civilingenjörs examen i Teknisk design Department of Business Administration, Technology and Social Sciences Institutionen för Ekonomi, Teknik och Samhälle Luleå University of Technology/Luleå tekniska universitet Master of Science Thesis Viltvarnare En studie på viltvarnare/visslare Master of Science Thesis in Industrial Design Engineering- Product design and development © Therese Hagberg Published and distributed by Luleå University of Technology SE-971 87 Luleå, Sweden Telephone: + 46 (0) 920 49 00 00 Cover: Illustration by Therese Hagberg Printed in Luleå Sweden by Luleå University of Technology Reproservice Luleå, 2015 Förord Ett stor tack till Carl Kohrtz, Lars Jönsson som gav mig tillfället att fördjupa mig i viltvarnare/viltvisslare som monteras på bilar, motorcyklar, lastbilar och andra fordon som rör sig i hastigheter över 35mph (48km/h) för att förhindra viltolyckor. Också ett stort tack till Anna Jonson Sahlberg på Miljöbron som förmedlade detta projekt. För akustik frågor vill jag tacka Roger Johnsson, LTU institutionen Drift, underhåll och akustik för all hjälp med beräkning och verifiering av frekvenser och pipans utformning. Vid beteendefrågor på vilt och andra miljöfrågor vill jag tacka Andreas Seiler, forskare institutionen för ekologi på Sveriges Lantbruksuniversitet. Jag vill också tacka Ulf Sandberg, forskningsledare på statens väg- och transportforskningsinstitut (VTI) som tidigare utfört studier på viltvisslare och som guidat mig under projektets gång. Och ett tack till Mikael Johansson, för våra intressanta konstruktionsdiskussioner. Jag vill speciellt tacka min handledare Peter Törnlind, LTU Institutionen för Innovation och Design, som tillfört mycket bra feedback och stöd inför detta examensarbete. Samt alla kontakter som guidat mig vidare i mitt sökande för information från bland annat Statens vegvesen i Norge, Länsstyrelsen, jägarförbundet, VTI, Chalmers, tidigare doktorander, Facebook och andra medier. Genom undersökning, givande diskussioner och media underlag har denna rapport skapat grunder för vidare undersökning för en framtida viltvarnare/visslare som kan uppmärksamma vilt och minimera olycksrisk och kollisioner mellan vilt och fordon i trafiken. Luleå 28th of May, 2015 Therese Hagberg Sammanfattning Denna uppsats är resultat av ett examensarbete med frågeställning huruvida en viltvisslare som säljs på marknaden verkligen fungerar. Utifrån de parametrar som specificerats, utveckla en bättre lösning som minimerar eller eliminerar de variabler som begränsar produkten i dess användningsområden. Två entreprenörer, Carl Kohrtz och Lars Jönsson, kontaktade Miljöbron som förmedlade detta examensarbete. Deras mål är att producera en viltvisslare som är bättre än de befintliga på marknaden. Syftet med produkten är att minimera svåra olyckor via kollisioner med bland annat rådjur, älg, ren, vildsvin, grävling och räv. En viltvarnare bör inte skapa ljud som stör omgivningen och inte heller skrämma tamboskap såsom hästar, kor som är de vanligaste boskap som vi har i Sverige men också hundar. Uppdraget går ut på att utveckla viltvarnaren och ge förslag på en prototyp som uppdragsgivaren först ska testa och sedan siktar på att producera i ca 500 000 exemplar för att sälja i Sverige. Underlag för att förbättra viltvisslaren har varit forskningsrapporter för vilts beteende och viltolycksstatistik, litteratur över de variabler som kan påverka produkten och intervju med forskarexperter inom vilt, akustik, aerodynamik samt forum där olika viltvisslare/varnare har testats. Frekvensintervallet bör vara mellan 20 - 21 kHz för att uppfattas av t.ex. älg. Materialet på visslarens kropp i ABS-plast i renare form och pipor i aluminium. Viltvisslarens placering bör vara strax ovanför vindruta, vid taket samt en rekommenderad riv-hållfasthet av monteringstejp enligt producent som håller den på plats men även kan demonteras. Tre olika lösningar av viltvisslarmodeller togs fram, utvärderades och slutligen valdes ett koncept som förfinades. Genom forskningsrapporter framgick att produktens fysiska förbättringar spelar mindre roll då studier som utförts runt om i världen men också i Sverige på vilts beteende resulterade i att alla sinnen måste uppfyllas med lukt, syn och hörsel. Den måste också kopplas till tidigare erfarenheter av avskräckande upplevelser, såsom jagas av varg etc. för att viltvisslaren ska ge bestående effekt. Avslutningsvis avråds användare av viltvisslaren/varnaren att använda viltvisslaren/varnaren eller liknande produkter då de invaggar till en falsk trygghet och inte heller kan verifiera funktionaliteten utan att använda ett mätinstrument på grund av dess höga frekvens. Abstract This paper is the result of a thesis with the question whether a wild animal whistler sold in the market really works. Based on the parameters specified develop a better solution that minimizes or eliminates the variables that restricts the product in its uses. Two entrepreneurs Carl Kohrtz and Lars Jönsson contacted Miljöbron which mediates this thesis. Their goal is to produce a wild animal whistler which is better than the existing ones sold in the market today. The purpose of the product is to minimize severe accidents via collision with wildlife such as deer, elk, reindeer, wild boars, badgers and foxes. A wild animal warner should not create noise that disturbs the surrounding area and as far as possible not scare tame livestock such as horses, dogs and cows that are the most common livestock that we have in Sweden. The mission is to develop a wild animal warner with the purpose to make a prototype that the client is primarily aiming test and later to produce about 500 000 copies to sell in Sweden. The basis for wild animal warner has been research for animal behavior and accident statistics, literature of the variables that can affect the product and interview with research experts of Wildlife, acoustics, aerodynamics, as well as forums in which animal whistler/ warner has been tested. The frequency range should be between 20-21 kHz to be perceived by example moose. The material on the body of ABS plastic in purer form, and pipes made of aluminum. Wild Whistle's position should be just above the windshield and a preferred tear-strength mounting tape according to the producer who holds it in place, but also can be removed. Three different concepts were developed which then was evaluated and finally selected one concept which then was refined. Product improvement is less important when the research studies conducted around the world but also in Sweden clearly showed that all senses must be met such as smell, sight and hearing as well as linked to past knowledge of deterrence experiences, such as being hunted by wolves, etc. to wild animal warner be permanently effective. With this in conclusion the strong advice for the user of the wild animal warner is not to use similar products when they instill a false sense of security when the user can’t verify without a measurement tool that it works because of its high frequency. Innehållsförteckning 1. Inledning 1.1 BAKGRUND 1.2 PROBLEMBESKRIVNING 1.3 SYFTE 1.4 MÅL 1.5 MÅLGRUPP 1.6 AVGRÄNSNINGAR 2. METOD 2.1 PLANERINGSMETODER 2.2 METODER FÖR ANVÄNDARSTUDIER 2.3 IDÉ- OCH KONCEPTGENERERINGSMETODER 2.3 UTVÄRDERING OCH BESLUTSFATTANDE 3. TEORETISK REFERENSRAM 3.1 VILT 3.2 Luftflöde runt fordon 3.3 Ljud 3.4 MONTERING 3.5 SLITAGE OCH MILJÖPÅVERKAN AV PRODUKTEN 3.6 MÄNSKLIGA FAKTORER 3.7 Tillverkning 4. RESULTAT 4.1 KRAVSPECIFIKATION 4.2 RESEARCH OCH BEHOVSANALYS 4.3 KONCEPTFRAMTAGNING 4.4 KONCEPTUTVÄRDERING 4.5 DETALJKONSTRUKTION 4.6 PROTOTYPFRAMTAGNING 4.7 SLUTLIG PRODUKT 5. DISKUSSION 5.1 Tolkning och värdering av resultat 5.2 Relevans 5.3 Reflektion 6. SLUTSATS Befintliga produkter: Här diskuteras hur produkten utifrån analysfrågorna ska vidareutvecklas i framtida projekt. 6.2 Befintliga produkter: Analysfråga 1 Analysfråga 2 Analysfråga 3 Analysfråga 4 Analysfråga 5 Analysfråga 6 Analysfråga 7 6.1 Utvecklade viltvisslaren. Analys fråga 8 Analys fråga 9 Analys fråga 10 Analys fråga 11 Analys fråga 12 1 1 2 3 3 3 3 4 4 5 6 7 8 8 11 13 17 17 19 19 20 20 20 22 25 26 27 27 29 29 29 30 31 31 31 31 31 31 32 32 32 32 32 32 32 32 32 32 33 Analys fråga 13 Analys fråga 14 Analys fråga 15 Analys fråga 16 Projektets syfte och mål 33 33 33 33 33 7. REFERENSER 34 7.1 Referenser 34 8. Bilagor 37 Bilaga 1 - Viltolycksstatistik Bilaga 2 - Registrerade patent Bilaga 3 - S.M.A.R.T. metoden Bilaga 3 - GANTT-schema Bilaga 4 - SWOT-analys Bilaga 5 - Aerodynamik vindtunnel framifrån Bilaga 6 - Doppler effektbeskrivning Bilaga 7 - Gränssnittstest i vindtunnel Bilaga 8 - Vindflöde från sidan Bilaga 9 - Ljudets beroende av temperatur och vind Bilaga 10 Datablad på självhäftande tejp TESA ® 4965 Bilaga 11 Termoplaster. (Tolinski M. , 2012) Bilaga 12 - Relativ miljöpåverkan Bilaga 13 - Ritningar Viltvisslare, pipa och lock 38 40 41 43 45 47 48 49 50 51 52 54 60 61 Lista på figurer Figur 1 (USA Patentnr US20130186322 A1, 2012) över hjortvarnaren/ visslaren Figur 2 Exempel på GANTT-schema Figur 3 SWOT-analys. Figur 4 Grov tidsplan Figur 5 Aerodynamiskt flöde. (Ahmed, Gawthorpe, & Mackrodt, 2010) Figur 6 Flöde med sidoturbulens. (Ahmed, Gawthorpe, & Mackrodt, 2010) Figur 7 Visualiserat flöde. (Ahmed, Gawthorpe, & Mackrodt, 2010) Figur 8 Ultraljudsdiagram, (Unported, 2010) Figur 9 Sinuskurva med noder. (Vågor, 2015) Figur 10 Noders rörelse i pipa. (Vågor, 2015) Figur 11 Cirkulärt flöde av ljudvågor genom mindre hål. (Vågor, 2015) Figur 12 Lock som omsluter viltvisslarkroppen. Figur 13 Lock som omsluter viltvisslaren. Figur 14, viltvisslarens kropp. Figur 15 Viltvisslare med lock som öppnas med luftflödet. Figur 16 Lock monterat på viltvisslare sett bakifrån. Figur 17 Viltvisslare med manuellt monterat lock. Figur 18, Svetsning av viltvisslaren. Figur 19 Rillor att montera fast piporna i viltvisslarens kropp. Figur 20 Dubbelhäftande tejp på undersidan. 2 1 4 5 5 12 12 12 14 15 15 15 23 23 23 23 24 24 26 26 26 Figur 21 Alternativ 3 i genomskärning. 27 Figur 22 2 bilder på 3D-printer på LTU 27 Figur 23 3D-printning av pipa i originalstorlek och två gånger större3D-printer på LTU. 27 Figur 24 3D-printning av lock sett bakifrån 27 Figur 25 3D-printning av lock på viltvisslare 28 Figur 26 SWOT-analys viltvisslarkroppen. 45 Figur 27 SWOT-analys alternativ 1 omslutande lock. 45 Figur 28 SWOT-analys alternativ 2 lock öppnas med luftflöde. 46 Figur 29 SWOT-analys alternativ 3. 46 Figur 30 Förändring av frekvens beroende på om källan rör sig från eller mot objektet 48 Figur 31, from Theoretical and experimental boundary–layer studies of car bodies Volume 5, Number 5/1984 E.H. Hirschel1, N. Bretthauer2, H. Rohe3, sid 575. 49 Figur 32 Ljudvågens rörelse genom atmosfär med variation av temperaturen 51 Figur 33 Ljudvågens rörelse genom atmosfären i motvind 51 Figur 34 (Tolinski M. , 2012) Plast och hållbarhet mot en fredlig samexistens mellan Biobaserade och fossilbränslebaserade plaster. “Omtryckt med tillåtelse ©Scrivener Publishing”. 60 Figur 35 Ritning av Viltvisslaren 61 Figur 36 Ritning av pipan 62 Figur 37 Ritning av Lock 63 3 1. Inledning Denna rapport är resultatet av ett examensarbetsprojekt på civilingenjörsutbildningen Teknisk Design vid Luleå Tekniska Universitet 2015. Arbetet har bedrivits med stöd av en handledare på universitetet och på uppdrag av två entreprenörer Carl Kohrtz och Lars Jönsson. Dessa vill få underlag för en produkt som ska förhindra viltolyckor genom att montera fast en viltvarnare/visslare på befintligt fordon. Deras idé, vilket även är utgångspunkten till detta projekt, är att skapa en viltvarnare, som vid hastigheter över 48 km/h skapar ett ultrafrekvent ljud som inte är hörbar för ett mänskligt öra men som kan uppmärksammas av vilt som finns i närheten av vägar som fordonen vistas. Arbetet har utförts av Therese Hagberg under handledning av Peter Törlind vid LTU och Anna Jonsson Sahlberg från Miljöbron samt entreprenörerna Carl Kohrtz och Lars Jönsson. som flödar längs med fordonet från hastigheter 30mph (48km/h) och uppåt som strömmar igenom de två piporna. Därigenom skapas ett högfrekvent (ultraljud) ljud som inte är hörbart för det mänskliga örat. 1.1 BAKGRUND Enligt statistik från Nationella Viltolycksrådet sker ca 20 000-30 000 viltolyckor i Sverige varje år, se Bilaga 1 - Viltolycksstatistik. Den vanligaste olyckan sker med rådjur, dock leder krockar med älg oftast till värre kollisioner. Produkten är något större än en sockerbit och går enligt tillverkaren Living Products, LLC att montera i fronten på en bil. Enligt uppgift från tillverkaren, Living Products, LLC, har det sålts ett par miljoner enheter under 25 års tid utan någon direkt marknadsföring. Entreprenören, Carl Kohrtz, presenterade en tillförlitlig hjortvisslare, Reliable Deer Whistle, med patent över konstruktion (USA Patentnr US20130186322 A1) som framtagits och monteras på fordon av Living Products, LLC, Figur 1 över hjortvarnaren/ visslaren. Examensarbetet utgick från Reliable Deer Whistle som även skulle vara effektiv för annat vilt. Enligt tillverkaren skapar viltvisslaren ett ljud som varnar hjorten. Djuret reagerar enligt dem med att stanna upp, avstår att springa över vägen och även vänder och springer in i skogen. Ytterligare produkter finns ute på marknaden i Sverige under namnet viltvarnare med samma funktion. I USA finns idag både patent på ett tjugotal viltvarnare från 1960 som skickar ut en mekanisk signal ungefär i storleksordningen 35 - 45 kHz, till senaste patentet Deer-Whistler godkänt år 2013. Patentägaren påstår inget annat än att den skrämmer djuren och har bara patenterat själva Figur 1 (USA Patentnr US20130186322 A1, 2012) över hjortvarnaren/ visslaren Viltvisslaren använder sig av fartvinden 1 monteringen, se Bilaga 2 - Registrerade patent. trafiken. ”Save a deer Whistler” är gjuten i två stycken i plast som sedan svetsas ihop till ett stycke. Problematiken enligt uppdragsgivarna var att det är en dålig passform samt en osäkerhet om den verkligen gav ultraljud som de påstår och en avsaknad av underlag att den verkligen fungerar. Produktens placering har enligt producenten ingen betydelse, inte heller hur produkten hanteras eller var den monteras. Eftersom älg tillhör samma hjortfamilj borde beteendet bli detsamma som producenten påstår för hjort men så också rådjur som också är ett vanligt djur som medverkar i olycksstatistiken frekvent. 1.2.2 Analys av viltolyckor och beteende En viktig aspekt är analys av viltolyckor och beteende, för att ta reda på vad som redan gjorts och vad som kan leda till olyckor. Ytterligare en viktig aspekt är hur djuren reagerar på stimuli, exempelvis ultraljud. Produkten marknadsförs i mindre skala och är inte välkänd. I dagsläget används den inte i större utsträckning. Djurens beteende kan även påverkas då de är väldigt beroende av sina sinnen d.v.s. de använder hörsel, lukt och syn som uppmärksammar dem vid faror. Frågor som bör besvaras för att få en trovärdig produkt: Idag är det väldigt vanligt att i trädgårdar använda sig av ljud, lukt och synintryck för att skrämma vilt från att förstöra växter och grödor men efter installation av olika avskräckande produkter avtar effekt vid ett frekvent användande och förlorar helt skrämselförmåga då djuret inte längre uppfattar produkten som farligt när den inte kopplas ihop med de andra sinnena eller med ett rovdjur som skapar flyktbegär. Produkterna har liknande funktion som viltvisslare/varnare. 1. Vilka frekvenser är djurens hörselfrekvenser? 2. Hur påverkas djurens beteende av viltvisslaren? 3. Hur beter sig djurens när de blir skrämda? 1.2.3 Analys av befintliga produkter Den befintliga produkten har fördelar och nackdelar och för att ta fram det bästa resultatet krävs att man tittar på olika aspekter: 1. Vad finns för produkter ute på marknaden och hur fungerar de? 2. Var placeras produkten? 3. Vad kan påverka produktens funktionalitet? 4. Och vad kan påverka produktens trovärdighet? 5. Vilka frekvenser har bäst effekt för att skrämma bort vilt från vägarna? 1.2 PROBLEMBESKRIVNING Uppdragsgivarna presenterade viltvisslaren ”Save a deer whistler” som utgångspunkt för att skapa en förbättrad viltvisslare/varnare som kan produceras och säljas i Sverige. ”Save a deer whistler” monteras på bilen och är lite större än en sockerbit. Enligt uppdragsgivarna reagerar hjorten med att stanna eller vända tillbaka i skogen. Uppdragsgivaren hade även själva uppfattat detta beteende när de färdats i 2 1.2.4 Analys av förbättring på befintliga produkt, Deer Whistler förslag på en förbättrad produkt av ”Save a deer whistler” med avseende på ljud, driftsäkerhet mot både yttre och inre faktorer. Med yttre faktorer som påverkar är väder och miljö och inre faktorer är utförande i produktion. Viltvisslaren/varnaren kan förbättras genom att titta på vilka variabler som kan förändras: 2. Har produkten möjlighet att skapa den önskade frekvensen? 3. Vilka variabler kan minska frekvensen? 4. Hur kan produkten förändras för att säkra frekvensen? 5. Hur bör produkten utformas? 6. Vilka material är lämpliga både hänseende till miljöpåverkan? 7. Var på fordonet ska produkten ska placeras? 8. Hur ska produkten monteras? 1.5 MÅLGRUPP Den primära målgruppen är ägare till fordon som inte idag eller i framtiden vill komplettera med en ultraljudsfrekvensviltvarnare på fordonet. 1.6 AVGRÄNSNINGAR Avgränsningen i detta examensarbete är att utveckla en prototyp som kommer att produceras, i en 3D-skrivare för en visuell presentation. Uppdragsgivarna kan sedan arbeta vidare med produkten och använda underlaget för att skapa en prototyp som kan testas under en längre period och med flera användare för att justera in frekvens och monteringsanvisning. 1.3 SYFTE Syftet med examensarbete är att förbättra en viltvarnare/visslaren som ska minimera olyckor med vilt såsom rådjur, älg, ren, vildsvin, grävling och räv. Då inget forskningsunderlag på den befintliga viltvisslaren finns för Svenskt vilt kommer examensarbetet i första hand fokusera på underlag och ritning för att kunna ta fram en prototyp som uppdragsgivaren ska kunna testa under en längre period för att erhålla relevant data efter examensarbetes slut som bekräftar teorier som presenterats i examensarbetet. Kanaler för produktion, återförsäljning och marknadsföring finns redan enligt uppdragsgivaren. Det kommer därför inte att presenteras detta examensarbete. En förbättrade viltvarnare bör inte heller skapa ljud som stör omgivningen och i möjligaste mån inte heller skrämma tamt boskap såsom hästar, kor samt hund som har ett högre frekvensspann än människan. Uppdraget går ut på att vidareutveckla ”Save a deer whistler” och ge förslag på en prototyp som kan testas av uppdragsgivaren under en längre period och sedan produceras. 1.4 MÅL Målet med examensarbetet är att genom en systematisk designprocess utveckla ett 3 2. METOD Detta kapitel beskriver de metoder som använts samt på vilket sätt de tillämpats i utvecklingsarbetet. Vissa metoder används vid flera tillfällen i processutvecklingen där konceptförslag ställs mot varandra och slutliga konceptlösningen detaljstuderas. 2.1 PLANERINGSMETODER Det är viktigt att kontrollera om målet är mätbart. Genom frågor som ”Hur vet man att målet är uppnått?”. Projektet initierades med att utveckla en checklista för att klargöra uppgiften. En utvecklingsprocess kan delas in i följande faser, (Pahl & Beitz, 1996). 1. Tydliggörande av uppgift: samla information om krav som produkten ska uppfylla. 2. Konceptuell design: undersök lösningsrymden och generera koncept. 3. Etablera koncept: vidareutveckla koncept och ta fram en preliminär layout och dimensionering av delar. 4. Detaljkonstruktion: fastställande av dimensioner och materialval. 1. Är det samma uppfattning av vad målet är och har detta uppnåtts? 2. Finns det en acceptans till målet som är satt? Är målet realistiskt inom den tidsram som satts? Se Bilaga 3 - S.M.A.R.T. metoden. 2.1.3 GANTT-schema I projektet utvecklades ett aktivitetsplaneringsschema i form av ett GANTT-schema som gav överblick över moment och tidsramar, Figur 2 Exempel på GANTTschema. Det är en grafisk metod som visar aktiviteter som följer under projektets tidsramar både för att visualisera framdrift men också förhindra försening av projektet. Genom ett GANTT-schema kan man visualisera hur aktiviteter är beroende av varandra och flödet som följer. Start och slutdatum följer en horisontell tidsaxel. Ett schema kan med fördel visa vilka kritiska aktiviteter och beroenden som varje aktivitet har. (Jansson & Ljung, 2004) 2.1.1 Förutsättningsanalys I första skedet sker en förutsättningsanalys där en studie med fokus på befintligt material, muntliga kontakter och tillgängliga rapporter analyseras. 2.1.2 S.M.A.R.T. metoden För målformulering används metoden SMART, en modell för att underlätta formulering av mål där de ska vara: Specifika, Mätbara, Accepterade, Realistiska och Tidsatta mål. Ett Specifikt mål innebär att svara på fyra frågor gällande; 1. 2. 3. 4. GANTT Aktivitet 1 Aktivitet 2 Aktivitet 3 Vem som är involverad? Vad som ska uppnås? Var detta ska ske? Vilket syfte man har med att uppnå målet? v.1 v.2 Figur 2 Exempel på GANTT-schema 4 v.3 För att säkerställa att man håller tidsramar som är fullt följbara krävs ett visst slack för att det ska finnas en bufferttid. 6 – 8 Fortsatt framställning av prototyp underlag 2.1.4 SWOT-analys 9 – 11 Avstämning av 50 % -rapport v10 i realitet Fortsatt litteraturstudie med framtagning av resultat, påbörjar rapportskrivning En SWOT-analys jämför inre och yttre faktorer, där värderas produktens styrkor, svagheter, möjligheter och hot. 12 – 14 Sammanställning och analys av resultat I starten av kravspecifikationen gjordes en SWOT-analys av den befintliga ”Save a deer whistler” för att ta fram vilka kriterier som i början av projektet ska fokusera på, se Figur 3 generell bild över SWOT-analys. Interna faktorer Externa faktorer Positiva faktorer Styrkor Negativa faktorer Svagheter Möjligheter Hot 15 – 16 Utvärdering av metod, värdering av felkällor 17 – 18 Fortsatt rapportskrivning, diskussion, slutsatser 19 Reservtid 20 Rapport klar, abstract, framsida, slutredovisning med muntlig presentation. Figur 4 Grov tidsplan Figur 3 generell bild över SWOT-analys. När förslag till produkten skapats ska även hänsyn till miljökonsekvenser tas. Det vill säga den påverkan produkten har vid producering men också vid likvidering. 2.2 METODER FÖR ANVÄNDARSTUDIER I studien kan en kvalitativ undersökning eller en kvantitativ undersökning ske. Den kvalitativa undersökningen till själva materialet medan den kvantitativa undersökningen mer är till en stor mängd undersökning där den totala mängden presenteras i sifferdiagram. (Repstad, 1999). 2.1.5 Grov tidsplan I uppstarten av examensarbetet tas en grovplan fram som gav en översyn över veckor, leveransdatum och slutredovisning. Vecka Moment 1 – 2 Framtagning av underlag inför examensarbete, plan, studie av befintliga undersökningar 2.2.1 Kvalitativ och kvantitativ analys När användarstudier ska utföras kan både kvalitativ och kvantitativ metod användas. Enbart en kvalitativ undersökning kan enligt (Trost, 2005) minska trovärdigheten i studien. För att öka trovärdigheten menar Trost att det är viktigt att all insamlad data, analys och frågor öppet redovisas. 3 – 4 Litteraturstudie, Studie med olika instanser 5 Prototypgenomgång, framställning 5 Kvantitativa underlagen tas ur de undersökningar med forskningsunderlag som framkom över olycksstatistik och de kvalitativa underlagen där produktens effektivitet, hur djurens beteende sker i naturen och hur produkten kan förbättras för att öka funktionalitet och frekvenssäkerhet. ende, frekvenser som är relevanta och placering av viltvisslaren för att få bästa resultat. 2.2.3 Olycksstatistik I produktutveckling har olycksstatistik och undersökningar för älg och vilt med olika metoderna används där repellenter använts för att uppmärksamma och skrämma vilt för att kunna påvisa att okonventionella metoder. (Del 1: J-O Helldin, CBM, Del 2: Andreas Seiler, SLU, Del 3: Mattias Olsson &, 2011), (Group, 19861987), (Kringstad, 2013), (Lg & Mia, 2012), (Nationella Viltolycksrådet, 2015), (Ujvári, Baagøe, & Madsen, 2004), (Valitzski, 2004), (Sandberg, Test av akustisk effektivitet hos viltvisslare typ Ultra, 1983) och (Persson, Olof; Peterson, Bo E, 1980). Då produkten skall förbättras används de kvantitativa undersökningarna såsom forskningsmaterial inom djurs beteende och viltvisslare/varnare tester. I senare skede kan uppdragsgivarna göra en kvantitativ analys genom att testa prototypen. 2.2.2 Informationsinsamling För att verifiera information använde telefonintervjuer med forskare inom akustik, viltbeteende och luftflöde, diskussionsforum, och underlag från andra användare (som inte ville medverka med namn). Där lyftes problematiken gällande produktens varaktighet och kvalitet. (Seilers, 2015), (Johnsson, 2015), (Sandberg, Tekn Dr / Forskningsledare , 2015) och (Åke & Gertie, 2011) 2.2.4 Källkritik Allt teoretiskt material måste hanteras källkritiskt med hänsyn till validitet, relevans och reliabilitet (Wiedersheim-Paul & Eriksson, 1991). Genom att jämföra det material som forskningen skapat mot det material som producenten presenterat men också läsa kritiskt det material som finns tillgängligt för att få fram hur produkten fungerar. Enligt Ander & Karlsson, (1989) anses svarsresultatet bli representativ för en hel grupp om en öppen frågeformulering väljs till det urval av representanter som tillfrågats. Frågorna ska enligt detta synsätt vara enkla och tydliga för att få ett resultat som kan tolkas på liknande sätt. 2.3 IDÉ- OCH KONCEPTGENERERINGSMETODER För att verifiera de krav som uppdragsgivaren ställt och undersöka om det finns fler variabler som kan påverka finns olika metoder att ta fram kraven. För att uppnå reliabilitet dvs. om undersökningen skulle upprepas av någon annan person ska det också ge samma resultats om verifierar det första resultatet (Wiedersheim-Paul & Eriksson, 1991). 2.3.1 Kravspecifikation En kravspecifikation framställdes för att skapa ramar för arbetet samt vilka de viktigaste funktionerna är för produkten. Forskningsmaterial från tidigare undersökningar har används som underlag för att verifiera de påstående tillverkaren av produkten hävdar angående djurens bete- För att verifiera hur viltvisslarens funktion kan man även se på hur kundbehovet ser 6 ut idag och hur produkten ska skilja sig mot de befintliga? (Örsterlin, 2007). En bra metod är också att jämföra de alternativ som framkommer och antingen ge ett nytt produktförslag eller förkasta något av alternativen. 2.3.2 Brainstorming Brainstorming användes för att få flera förslag som kan förbättra produkten. Genom att låta olika individer hos uppdragsgivaren komma med sina omdömen av förslagen kan man få en subjektiv bedömning av koncepten. (Örsterlin, 2007). Då uppdragsgivaren har testat viltvisslaren ”Save a deer whistler” kan de komma med synpunkter utifrån tidigare erfarenhet. Vanligtvis ska en brainstorming innehålla mellan 5-15 personer men eftersom det är ett förutsättningslöst sätt att få fram så mycket idéer som möjligt är det en användbar metod. (Johannesson, Persson, D., & Johannesson, 2004). I utgångspunkt vidareutvecklas ”Save a deer whistler”, där viltvisslarens egenskaper jämförs med kravspecifikationen som togs fram från resultatet av brainstorming, litteraturanalys, forskningsmaterial och intervjuer. 2.3 UTVÄRDERING OCH BESLUTSFATTANDE Då flera lösningsförslag tas fram är det viktigt att det görs en systematisk värdering och bedömning. 2.4.1 Konceptutvärdering Förslag på olika produktförbättringar skapas utifrån kravspecifikationen. De värderas i en SWOT-analys och det bästa konceptet vidareutvecklades. Ett förslag på konceptutvärdering i produktutveckling är att använda viktning och värdering som innebär att alla idéer och lösningar värderas mot produktens krav som framkom genom kravspecifikationen som visar hur väl förslagen uppfyller kraven. I första skedet värderas viktighetsgraden för kriterierna. Sedan värderas hur väl förslagen fyller de kriterierna som hämtas från specifikationen. Det som sedan får högst betyg uppfyller kravspecifikationen bäst. (Ranhagen, 1995). Den slutgiltiga lösningen printas ut i en 3D-skrivare som en visuell prototyp utan krav på förfinad struktur. Pipan skrivs också ut i 3D-printern som en visuell komponent i plast och tillverkas inte i metall. Prototypen kan inte testas utan den måste konstrueras med bättre toleranser än vad en 3D-skrivare kan tillhandahålla. Test ingår inte detta examensarbete. 7 3. TEORETISK REFERENSRAM I detta kapitel följer den teori som den tekniska designen bygger kravspecifikationen på. Viltvisslaren utvecklas både genom industridesign där produkten utvecklas på ett sådant sätt att den går att massproduceras och konstruktionsmetodiskdesign, en iterativ process med hänsyn till grundläggande vetenskaper. Kravspecifikationen vid start av projektet förändrades under tiden arbetet fortlöpte på grund av de resultat som genererats genom forskning. Den omfattar bland annat forskningsstudier på vilts beteenden i USA, Sverige, Norge och Australien samt test med olika repellenter som kan ge önskad effekt för att minska olyckor. Vilka frekvenser älg reagerar på samt hur djuret beter sig vid dessa frekvenser. Viltvisslarens materialval, utformning, montering samt akustiska flöde som beroende av aerodynamiken. avskräckande stimuli som påverkar under uppväxten både upplärning och möten med rovdjur. 3.1 VILT I projektet har flera nuvarande produkter för att varna vilda djur undersökts. Både produkter som monteras på fordon men också de som sitter fastmonterat på lyktstolpar som avger ljus och ljudsignaler. Under kontrollerade former med utfordring utfördes tester med olika avskräckande produkter för att testa älgen på torpslaboratoriet, Stockholms Universitet. 3.1.1 Forskning Svårigheten med reliabelt resultatet var att fodret ansågs som en beroendekälla där resultatet påverkades i det inhägnade området. I vilt tillstånd finns större valmöjligheter och lättare att nå en trafikerad väg. Inom ett antal olika områden har studier genomförts för att förhindra eller minska antalet olyckor. Fokus är repellenter, som har avskräckande stimuli genom flera olika oprövade metoder. Stimuli som vilt reagerar på är ljus, ljud och doft som har direkt verkan på älgens syn-, hörsel- och luktsinne. (Persson, Olof; Peterson, Bo E, 1980) Under projektet testades ljus, ljud och doft under flera år och även olika älgar för att minimera repetitiv inlärning. Enligt forskningsrapporten hade ljudsignaler en avskräckande effekt till en början men att olika djurarter mycket snart vande sig vid dessa och ignorerade ljudet. Testet utfördes med frekvenser över 20 kHz (Ultraljud) och en styrka på över 70dB (men kunde varierade mellan 15kHz - 50 kHz), vilket är människans övre hörbara ljudgräns. 3.1.1.1 Viltolycksprojekt av älg 1980 vid Stockholms Universitet I forskning som utfördes av Persson, Olof; Peterson, Bo E, 1980 på älg testades olika repellerande stimuli som djuren inte alltför snabbt vande sig vid. Stimuli som får vilt att stanna eller välja annan väg. Forskningen fokuserade även på om vilt hade en tillvänjningseffekt som var kopplat till t ex hunger, törst och andra aktiviteter men också om de fungerar avskräckande eller inte. Men även hur älgens naturliga Älgens övre hörselgräns var ca 21 kHz. Vid 13 tester inom älgens hörselområde reagerade djuren endast vid två låga fre- 8 kvenser med flykt från fodret, vid de övriga 11 testerna reagerade de med att stannade kvar. Dock var detta utan inlärning så slutsatsen var att så länge det inte sker repetitivt så stannar eller rör den sig ifrån när den uppmärksammar ljudet. Enligt testresultatet från studien konstateras att ljus och ljud inte verkar vara effektiva medan doft har en något repellerande effekt. 3.1.1.4 Studie av Hjort 1987 i Iowa, USA. Underlaget som ”Save a deer whistler” använder sig av i marknadsföring av motsade alla andra forskningsrapporter som testat repellenter. Rapport från en business research Group i Bellevue, Iowa 1986-1987 saknade referenser och koppling till forskningsinstitut. Produkter hade testats på hjort i USA med nio olika modeller av ventil och genomströmmande viltvisslare/varnare. Testet utfördes under 8 månader 1987 där 92 % testades nattetid och 8 % dagtid. Enligt rapporten var inga tester utförda på tama hjortar. 3.1.1.2 Studie av avskräckande medel inom järnväg Studie av klövviltolyckor på järnväg med olika typer av skrämsel- eller avskräckningsanordningar t.ex. doftrepellenter samt varningssignaler med ljud- eller ljus för att minska antalet viltpåkörningar på väg och järnväg utfördes av trafikverket under 2011. Vid de tester som genomfördes hade dock sådana anordningar inte gett någon nämnvärt minskad olycksfrekvens, och i flera sammanhang hade metoderna dömts ut som ineffektiva. Resultatet var 351 hjortar som reagerade som önskat och 29 hjortar reagerade inte alls och viltvarnare/visslare som hördes för tidigt gav inte den önskade effekten. Höga frekvenser (över 18 000Hz) endast har effekt under vissa förhållanden. (Group, 1986-1987). 3.1.1.5 Utvärdering av viltvarnare 2004 som reducerar kollisioner mellan hjort och fordon 3.1.1.3 Test av akustisk effektivitet hos viltvisslare, Örebro 1983 VTI utförde 1983 en studie av en viltvisslare vid namn Ultra som testades i hastigheter 50, 70 och 90km för att verifiera produktens reliabilitet, frekvens och placering. Viltvisslaren monterades enligt anvisning och testades. Visslan gav inte högre frekvenser än 8 kHz och översteg inte 30dB när det mättes på ett avstånd på 100m framför visslan. Forskaren konstaterade att visslan troligen ljudmässigt dränktes i fordonets ljud eller de naturliga ljud som fanns runt omkring. Oavsett om den monterades på taket eller framme i fordonets luftintag blev effekten detsamma. Slutsatsen var att den är helt ineffektiv. (Sandberg, Test av akustisk effektivitet hos viltvisslare typ Ultra, 1983) En studie utfördes 2004 på universitetet i Georgia. Avseendet var att se hur hjort reagerar på olika frekvensband i fångenskap och hur ljud förändrar beteendet hos vilda hjortar längs med vägbanor. På en yta av 2,4 Ha med ca 60-100 hjortar som kontrollerades i inhägnader sändes en ren ton över ett antal frekvenser ut. För att ljudet skulle vara hörbart användes styrkor på minst 70dB och över 20 kHz. Hjortar i fångenskap var vaksamma i början men allt eftersom tiden gick avtog hjortarnas vaksamhet då testerna utfördes med olika ljudfrekvenser. Ingen av frekvenserna gav nämnvärd skillnad i reagens hos hjortarna. Slutsatsen var att de inte obser- 9 verade något flyktbeteende som skulle förhindra kollisioner. ser som användes eller hur många som färdats på de vägar som de testade utan ett resultat på olycksreducering av 90 %. Dock inte hur mycket respektive area som testats utgick ifrån antalet olyckor vid start. 3.1.1.8 Intervju med forskare inom Svenska Lantbruksuniversitetet Under flera tillfällen kontaktades Andreas Seiler 1 , forskare på Sveriges Lantbruks Universitet angående hur vilt, bland annat älg beter sig och hur man kan verifiera att produkten fungerar. Enligt honom var djurens beteende avgörande och att studier bör ske med ickefungerande attrapper så att användare inte kan göra en bedömning utifrån vad denne tror istället för vad som verkligen sker. Andreas påpekade att de flesta tester har varit efter önskan av leverantörer som säljer produkten men inte under en vetenskaplig standarduppföljning. Det har aldrig hittats material som kan verifiera vetenskaplig statistiskt eller i artiklar och tidskrifter som verifierar det resultat som tillverkaren påstår. Andreas är skeptisk till att denna produkt verkligen fungerar (Seilers, 2015). Dock kommer inte produkten testas under denna examensperiod, utan detta görs av uppdragsgivaren efter examensarbetets slutförande. 3.1.1.9 Analys hur vägar korsas för klövdjur, 2015 Inte heller de vilda hjortarna gav någon reaktion när de testade längs med vägarna. (Valitzski, 2004) 3.1.1.6 Test av viltvarnare av användare, uppladdat via forum på nätet Från 2011-10-20 till 2012-01-09 testade en viltvarnare som marknadsförs av en större kedja i Sverige. Den har testats av olika användare som har diskuterat och slutsatsen var att den inte hade någon som helst effekt samt att de själva i början sökte efter den påstådda effekten från produktens informationsunderlag. (Lg & Mia, 2012) 3.1.1.7 Artikel test av viltvarnare längs Norges vägar 2013 I Norge testas i dagsläget ett test av en viltvarnare som producerats i Österrike. Längs med speciellt utsatta vägar har repellenten monterats på lyktstolpar som känner av när ett fordon passerar och ger ifrån sig en ljud- och ljussignal.. (Kringstad, 2013) Intervju med Henrik Wildenschild på Statens Vegvesen i Norge har de installerat modell DD450 (OG, 2015) som utreds med gott resultat. En testrapport finns för den modell som de testar i Norge, där producent hänvisar till reducering av olyckor med hjälp av deras produkt. Det resultatet som testet har gett fram till dags datum av Henrik gav var en sänkning av olycksstatistiken men den är fortfarande under utredning och har testats under kortare tid. Dock har denna repellent två variabler, ljud och ljus, som reagerar när bilen passerar. Rapporten som producenten tillhandahöll gav inget resultat över vilka frekven- 1 Enligt rapporten över hur klöverdjur korsar vägar anses vägar med en trafikbelastning som är mer än 10 000 fordon/dygn i regel som ett närmast oövervinneligt hinder för de flesta landlevande djur. Även om få passager över vägen kan förekomma, särskilt nattetid när trafiken obetydlig, avskräcks förmodligen de flesta djur från att försöka korsa Personlig kommunikation våren 2015 10 vägen eller är deras överlevnadschanser närmast obefintliga om de försöker. störst. I projekt utanför Sverige har fokus varit på de vägar som haft mest olycksstatistik. I Sverige, där stora delar av landskapet domineras av skogsmark, är det svårare att identifiera lika tydliga spridningskorridorer för djur som i kontinentala delar av Europa där de flest tester utförts i forskningsprojekt. Vägar med mindre trafik (6000 - 8000 fordon) är mindre avskräckande i och med att det är mer avstånd mellan fordonen. Många djur vågar göra korsningsförsök men eftersom trafiken fortfarande är relativt hög, så är risken för påkörningar betydligt större. Det är från dessa vägar de flesta viltolyckorna rapporteras. Det tydliggör också hur svårt det är att utföra reliabla tester som visar att viltvisslaren fungerar enligt specifikation från tillverkaren. Vägar under ca 2000 fordon per dygn utgör varken ett allvarligt hinder eller en stor dödsfara för vilt, trots att viltolyckor förekommer även på de minsta enskilda vägarna (Seiler, Olsson, & Linqvist, 2015). För att viltvisslartester skall ge ett fungerande resultat krävs alltså tester på vägar med mindre trafik, 6000-8000 fordon per dygn, när prototypen och attrappen sedan testas. 3.1.1.10 Viltolycksstatistik Nationella viltolycksrådet har statistik över viltolycksfrekvensen som sker. Enligt tabell över 2014, visas att vissa kategorier av djur är mer representerade i viltolyckor än andra. Där visas att rådjur är överrepresenterad men mycket större skada skapas vid olycka med älg, dovhjort och vildsvin. I denna studie är det framförallt älg som är i fokus då den skapar kraftiga tillbud som kan göra stor skada på fordon och dess passagerare. Vissa län är överrepresenterade gällande ren, eftersom renen är tamboskap som vandrar över stora delar i norra delen av Sverige. Renen klassas som tamboskap och är inte med i den vanliga statistiken, Bilaga 1 - Viltolycksstatistik. Vilt strövar över stora marker och har inget tydligt mönster över det svenska landskapet. Närmaste vägen är den som vilt använder eller invanda mönster i deras territorium eller längs deras vandringsrutter. Eftersom de flesta vilt lever och rör sig i invanda mönster med etablerade hemområden eller revir väljer de att stanna kvar inom området. (Seiler, Olsson, & Linqvist, 2015). 3.2 Luftflöde runt fordon För att verifiera det luftflöde som krävs för att viltvisslaren skall fungera måste bilens luftströmmar analyseras. Luftflödet är beroende av både formen på fordonet men också omgivande vindar och kan därmed variera enligt nedan, Figur 5 Aerodynamiskt flöde. Beroende på vart vindflödet rör sig längs med fordonet har den negativ eller positiv kraft som rör sig från eller mot fordonet. Detta beror av hur fordonet är krökt konvex form där den negativa kraften mer vid nosen upp mot bilhuven och vid mellan rutan och taket. Medan den är mer positiv konkav form vid lamporna fram och motorhuven, mellan tak och bakruta samt baklysen. 3.1.2 VILTVARNARE Djuren rörelsemönster påverkar var behovet på tester av viltvisslare är som 11 Figur 5 Aerodynamiskt flöde. Gawthorpe, & Mackrodt, 2010) (Ahmed, Figur 6 Flöde med sidoturbulens. (Ahmed, Gawthorpe, & Mackrodt, 2010) Det finns även turbulens bak på de två sistnämnda krökarna. Luftflöden är testat i vindtunnel med fullskalebil Bilaga 5 Aerodynamik vindtunnel framifrån. I ett perfekt förhållande, i en vindtunnel, visar fordonets flöden det mest optimala rörelsemönstret längs med fordonet. Det optimala strömlinjeformade flödet är på taket och i kanten mellan sidan och huven strax bakom blinkers samt strömlinjeformad strax under rutorna på sidan om fordonet, Figur 7 Visualiserat flöde. Luftflöden som rör sig mot sidan av fordonet skapar sidokrafter som även förändrar och förflyttar vindar som rör sig rakt mot fordonet, se Bilaga 8 - Vindflöde från sidan. Det påverkar även flödet som skall röra sig mot viltvisslaren. Den kan då få lägre luftströmmar eller avta helt vilket påverkar ljudet utifrån visslaren. Flödet på fordonet rör sig inte bara rakt förbi fordonets form utan varje formförändring i chassit påverkar också flödet runt fordonet. Där flödet rakt i mitten följer fordonets form medan sidorna för sig mer från fordonet enligt, Figur 6 Flöde med sidoturbulens. se även Bilaga 8 Vindflöde från sidan. Figur 7 Visualiserat flöde. Gawthorpe, & Mackrodt, 2010) (Ahmed, För att beräkna förhållandet mellan tröghetskrafter och viskösa krafter kan man använda dimensionslösa parametern Reinolds tal som uttrycker sambandet mellan luftens densitet, viskositet, strömningshastighet och en längd (kordan) på föremålet där gränsskiktet bildas- 12 Förhållandet beräknas i ekvation (1). Re = ρ*V*L/ μ = VL/ ν mycket mindre där den är konvex (mellan vindrutans övre del och taket) och att den är obefintlig något längre bak på taket. Bilaga 5 - Aerodynamik vindtunnel framifrån. (Hirschel, Bretthauer, & Röhe, 1984). (1) ρ = densitet V = Hastighet L = Fordonets längd μ = Dynamisk viskositet ν = Kinematisk viskositet av luft 3.3 Ljud Ljudets styrka, frekvens och utbredning påverkas också av yttre faktorer som förändrar och förbättrar/försämrar frekvensen som krävs för viltvisslaren. Ljud består av förtätningar och förtunningar av molekyler, vilket skapar vågor i luften likt vibrerande kroppar även kallad ljudvågor. Det kan även skapas genom chockvågor efter en explosion där värme skapar en snabb expansion av luftströmmar. Även förändring av luftflöde skapar ljudvågor när man pratar, sjunger eller spelar på ett instrument. Ljudets hastighet är ungefär 343m/s vid normal temperatur och luftfuktighet. Temperaturen är den variabeln som har störst påverkan på ljudets hastighet (Rossing, Wheeler, & Moore, 2002). Vid teoretiska beräkningar måste det användas lika stora modeller för att inte förlora likheterna i modellerna. Flödet i verkligheten är inte detsamma som i beräkningarna eller i en vindtunnel då fordonet utsätt för förvrängda luftströmmar. Förvrängda luftströmmar är svårt att simulera i en vindtunnel och påverkar resultatet med variabler som inte finns i simuleringar eller i vindtunnel. Fordonet har gränsskikt där de viskösa krafterna förvränger den omgivande icke viskösa flödet. Det naturliga viskösa flödet reducerar den lokala hastigheten på ytan och skapar friktion på ytan. Gränsskiktet över ytan sänker hastigheten av luften eller stoppas helt av viskositeten. 3.3.1 Ljudförändringar Det finns två typer av flöden, laminär som följer ytan och turbulent som skapar oregelbundna flöden (Ahmed, Gawthorpe, & Mackrodt, 2010). När ljud når mottagaren brukar oftast både frekvensen och vibrationen av ljudet vara detsamma. När observatören och ljudkällan är i rörelse mot varandra är frekvensen högre än när de rör sig från varandra. Detta kallas dopplereffekten och är framtagen av Christian Doppler. Beskrivning av hur Doppler effekten förändra kan ses i Bilaga 6 - Doppler effektbeskrivning. Genom beräkning av hastigheten (vs) för källan, ljudets hastighet (v =343 m/s) och frekvensen (fs) från källan ges den korrekta frekvensen ekvation (2): Oftast känner man det laminära flödet genom att sitta på en motorcykel där flödet rör sig längsmed i ett följsamt flöde. Om motorcykeln åker bakom ett fordon skapas oregelbundna turbulenta luftströmmar. 3.2.1 Nollflödesgränsskikt Av tester som utförts i vindtunnel framgår att gränssnittet där luftflödes saknas helt endast är väldigt nära fordonets yta och är mycket större där fordonets form är konkav (böjningen mellan motorhuven och vindrutan) mot riktningen medan är f = fs * v/(v-vs) (2) På så sätt kan man få fram den frekvensen 13 som källan måste ge ifrån sig för att observatören ska få önskad frekvens där denne befinner sig. (3) beroendet mellan våglängd, ljudhastighet och frekvens. v = λ /T = λ *f 3.3.2 Refraktioner (3) v= vågutbredningshastigheten λ = våglängden f =frekvensen 1/T När en ljudkälla passerar genom vind eller temperatur kan även ljudets hastighet förändras som också påverkar viltvisslarens förmåga att behålla ljudstyrkan. När ljud rör sig med vinden är vindhastigheten lägst närmast marken vilket påverkar ljudet att böja sig neråt. Ljudnivån låter då högre hos observatören än om ljudet färdas i motvind som ger motsatt effekt. En illusion skapas då, där ljudet röra sig bakåt när ljudet färdas mot vinden men i själva verket har ljudet en mycket högre hastighet än vinden och ljudet böjs uppåt. Vid temperaturskiftningar, t.ex. positiv temperaturgradient, beter sig ljud på samma sätt som vid motvind, dvs. ljudet böjer sig uppåt och därmed ger ett lägre ljud. Bilaga 9 - Ljudets beroende av temperatur och vind. Då ljudets hastighet ökar med temperaturen, rör sig ljudet fortare strax ovanför marken där temperaturen är högre. Eftersom ljudet rör sig i samma hastighet oavsett hastighet av vinden ändras den bara i höjd vilket resulterar i att den inte når sitt tänka mål. (Rossing, Wheeler, & Moore, 2002). (Rossing, Wheeler, & Moore, 2002). 3.3.4 Ultraljud Ultraljud är en elastisk våg med en frekvens högre än den översta gränsen för människans hörsel som krävs för att inte viltvisslaren ska störa omgivningen. Ultraljud definieras ofta som ljud med våglängd mindre än 17 millimeter i luft, det vill säga med frekvens högre än 20 kHz. Någon övre frekvensgräns finns inte definierad. (Lempriere, 2002). Figur 8 Ultraljudsdiagram, (Unported, 2010) 3.3.5 Ljudfrekvenser ur en pipa För att beräkna hur pipans utformning skall vara för en viltvisslares frekvens används ekvation (4) för en öppen/öppen pipa: f = v/(2L) 3.3.3 Diffraktion (4) Luftens hastighet beräknas v = 343m/s och L är längden på pipan i meter. När ljud rör sig mot något som står i vägen sker en diffraktion, dvs. ljudet böjs runt hindret. Det kan också ske genom en smal öppning och sprids vidare efter öppningen. Hålets storlek i relation till storleken på våglängden avgör diffraktionen. Ljudet kommer att vara mycket högre direkt efter ljudkällan jämfört i periferin och påverkar också viltvisslaren. Vid t.ex. tre bukar svänger tråden i andra övertonen. Pipan blir väldigt lång så istället används antalet våglängder i ekvation (5)-(7), Figur 9 Sinuskurva med noder. : Beroendet beräkna med hjälp av ekvation 14 λ = 2L; f1 = v/(2L) (5) λ = L; f1 = v/(L) =2f1 (6) λ = 2L/3; f1 = 3v/(2L) =3f1 (7) Figur 9 L= λ /2 är ungefär detsamma som är diametern, d. Om ljudet fortplantar sig igenom en springa eller cirkulärt hål vars bredd är nästan lika stor som våglängden bildas cirkulära vågor på andra sidan, Figur 11 Cirkulärt flöde av ljudvågor genom mindre hål. Sinuskurva med noder. (Vågor, 2015) Kortare längder ger högre frekvenser men λ motsvarar även diametern på inre röret, Figur 10 Noders rörelse i pipa. Figur 11 Cirkulärt flöde av ljudvågor genom mindre hål. (Vågor, 2015) 3.3.6 Ändkorrektion Figur 10 Vid öppningarna skapas turbulens på en viltvisslare då delar av luftflödet direkt utanför mynningen ger medsvängande luft och måste korrigeras för att bibehålla rätt frekvens. Den effektiva reflektionspunkten befinner sig en liten bit ifrån rörets mynning. För att korrigera detta krävs ändkorrektionen ΔL med hänsyn till radien r och konstanten 0,61 i ekvation (8). Det vill säga Noders rörelse i pipa. (Vågor, 2015) ΔL = 0,61*r (8) (Rossing, Wheeler, & Moore, 2002). För att få ett korrekt ljud ur ett rör/pipa som ska motsvara 20 kHz beror detta både av längden och radien av röret. Sambandet mellan rörets diameter och 15 3.3.10 Mänskliga örat Enligt intervju med Roger Johnsson blir kompensationen i ekvation (9): Lk = L + π*r/ 2 Det mänskliga örat är komplext funktionsmässigt då det reagerar på en bred variation av stimuli. Det kan även identifiera vad, vart och hur mycket ljudet låter. Förhållandet mellan lägst och högsta frekvensen som det mänskliga örat kan höra är 103 gånger eller mer än nio oktaver (en oktav är samma som en fördubbling i frekvens). Hörseln är mer än nio gånger bättre än vår syn. (Rossing, Wheeler, & Moore, 2002). (9) Lk = Rörets riktiga längd L = Beräknade längden π*r/ 2 = den kompenserade längden (Johnsson, 2015) 3.3.7 Ljudstyrka Ljudstyrkan avgörs av hur mycket luft som rör sig genom röret och därmed öka ljudstyrkan eller sänka ljudet för viltvisslaren. Mänskliga öron hör idealt ett frekvensomfång på 20 Hz till 20 kHz, men förmågan att höra avtar med stigande ålder. Ett mer verkligt frekvensomfång är därför 20 Hz till 16-18 kHz (Wallin, Bodén, Carlsson, & Glav, 2001). Därmed måste viltvisslaren hålla sig mellan 20kHz och 21 KHz för att avge önskat resultat. 3.3.8 Ljudets avtagande i styrka För att kompensera att ljudstyrkan inte skall avta beräknas att ljudstyrkan avtar med 1/r2 åt alla riktningar, där r är radieavståndet till ljudkällan. Ljudet sjunker med 6 dB när avståndet mellan källan och mottagaren fördubblas. Då antas att ljudvågen transporteras förlustfritt, alltså att ingen energi avges till luften men lite energi förloras dock. Hur mycket energi som förloras beror av frekvensen (tonhöjden). Vid höga frekvenser förloras mycket, medan låga toner transporteras mera förlustfritt. (Rossing, Wheeler, & Moore, 2002) 3.3.11 Absorption av ljud Utöver det ljud vi hör har också ljudet en tendens att absorberas i miljön runtomkring, speciellt när det gäller ultraljud, vilket gör att ljudet fördröjs, förvrids och försvagas och påverkar viltvisslaren. Ljudet hos mottagare påverkas av atmosfärisk turbulens, temperatur vindförändringar, molekylär absorption i atmosfären och reflektioner från jordens yta. Dämpning av ljud genom en tät skog kan vara så stor som 20dB per 100m och genom gräs eller buskage kan dämpningen vara ännu större. (Rossing, Wheeler, & Moore, 2002). 3.3.9 Frekvenser hörbara för vilt För att beräkna den korrekta frekvensen som vilt kan höra användes VIOL-studien som underlag, där frekvenser av ultraljud testades på älg testades en ljudsignal på 70dB och med frekvensvariation från 15 kHz – 50 kHz. Studien visade att älgens övre hörselgräns låg vid ca 21 kHz. (Persson, Olof; Peterson, Bo E, 1980). Också bilen påverkar negativt på viltvisslaren då mätning på mätningar på ca 5,6m från mitten av vägen visar att ljudnivån ökar på fordonet med ca 10dB för varje fördubbling av fordonets hastighet. Ljudnivån på en bil som färdas i ca 16 den när temperaturen ökar för polymera material. (UW-ELAST, 2015). 90km/h rör sig mellan 75-95 dBA beroende på däckens mönster. (Rossing, Wheeler, & Moore, 2002). 3.5 SLITAGE OCH MILJÖPÅVERKAN AV PRODUKTEN 3.4 MONTERING På grund av luftflöden som trycker på viltvisslaren utsätts produkten för krafter både från sidan vid sidovindar men också har luftflödet rakt mot produkten i ett laminärt flöde. Produkten kommer att utsättas för kraftigt tryck från högtryckstvätt eller en maskinell tvätt då fordonet ska rengöras. Krafter från snö, modd, is, värme, kyla, sand och lera beroende på vart användare färdas kan påverka den monterade produkten. En produkt som ska produceras måste genomgå hela livscykeln från konceptidé, montering, ända fram till kassering. Den måste vara genomtänkt att produkten inte bara tillverkas miljövänligt som möjligt med metoder och material men ska också kunna återvinnas för att få liten påverkan på miljön som möjligt. Olika plaster har olika egenskaper som är till fördel för viltvisslaren. För att se de olika plaster som beaktades i produktutvecklingen se Bilaga 11 Termoplaster. Hållbarhet går ofta hand i hand med hälsoeffekter, påverkan på miljön, globala värmeeffekten, den energin den förbrukar vid återvinning men också fossila bränslen som vissa plaster utgår ifrån vid tillverkning. (Tolinski M. , 2012). Viltvisslaren har inte en oändlig livslängd på grund av de naturliga elementen som kan påverka livslängd på produktens material. Möjligheten bör finnas att demontera visslaren från fordonets yta utan att skada fordonet. 3.4.1 Självhäftande tejp Material för viltvarnaren/visslaren bör väljas utifrån materialegenskaper, tekniska specifikationer och estetiska faktorer. Även tillverkningsmetod är viktig aspekt att ta i beaktning vid materialval. (Ashby, 2002). Med syfte att tillverka en billig lösning som är reversibel och inte har stor påverkan på fordonet har självhäftande tejp undersöks. 3.5.1 Vanliga kommersiella termoplaster Tesa ® 4965 är en dubbelhäftande tejp med hög rivhållfasthet- och temperaturbeständigt. Den är bra till ABS-plaster och kan monteras på gummi och EPDM-profiler. Den har en häftförmåga på Stål, ABS, Aluminium, PC, PE, PET, PP, PS och PVC och temperatursbeständig under en kortare tid upp till 200 grader. Den dubbelhäftande tejpen är också väldigt bra beständighet mot UV samt fuktbärighet. Bilaga 10 Datablad på självhäftande tejp TESA ® 4965 Plast är ett material som är billigt att producera och lätt att forma ur ett ingenjörsperspektiv. Strukturen är relativt enkel och väger väldigt lite. De flesta kan återvinnas vid låga temperaturer och låga energier. Det är dyrare att återvinna jämfört med att producera nytt. (Tolinski M. , 2012). Riv-hållfasthet är betydligt viktigare än brottgräns då den påverkar hur bra viltvisslaren sitter kvar på fordonet, dock minskar 17 3.5.2. Utvärdering av potential av återvinning en beläggning för att skydda metallen (Askeland, 1994). Enligt Tolinski, 2012, har vanliga kommersiella plaster en mindre effekt på miljön jämför med de tekniska plasterna. Det finns fortsatt mycket som kan göras med att utveckla polymerer som är mer återvinningsbar vid tillverkning, genom att frångå de fossila komponenter och använda biologiska produkter som har en mindre effekt på miljön. Det största hindret är den kostnad som idag krävs för att nå det målet. För att nå målen kan man dela upp material enligt, Bilaga 11 Termoplaster. 3.5.4.1 Aluminium Densiteten på aluminium är en tredjedel av stålets vikt, en av de vanligaste egenskaperna som förordar användning av aluminium som idag återfinns bland annat i flygplan och bilar. (Askeland, 1994). Aluminium reagerar lätt av de förstärkande mekanismerna som kan göra metallen nästan 30 gånger starkare än ren metall. Den är lätt att bearbeta, starkt motstånd mot kryogeniks temperatur och inte är giftig, vilket också är varför den är så vanlig i burkar som innehåller mat. 3.5.3 Återvinning av plaster Ett forskningscenter i Chicago har genomfört en omfattande studie på återvinning av olika sorters polymerer inom bilindustrin. Polymerer har testats genom att på olika sätt separera sammansatta polymerer och sedan strimla i små delar och mätta hur mycket av materialet som faktiskt kan återvinnas ur den ursprungliga plasten. Fabriken som byggdes upp lyckades återvinna upp till 90 % av plasten som koncentrerade polymerer med hjälp av olika tekniker. (Jody, Pomykala Jr., Spangenberger, & Daniels, 2009). Den fysiska fördelen är att den har hög elektrisk- och värmeförmåga, är inte magnetisk, har väldigt bra motstånd till oxidation och korrosion. Dock är den känslig för utmattning som gör att den kan försvagas lätt även i små belastningar. Aluminium kräver inte höga temperaturer för att smälta och har ett dåligt motstånd mot förslitningar eller tryck. (Askeland, 1994). Ungefär 30 % av all produktion av aluminiumprodukter består av återvunnet material i USA. Det krävs också bara 5 % energi att återvinna aluminium jämfört med att producera nytt från Bauxit som är en lerliknaden rödbrun jordart som bland annat aluminium, koppar och järn utvinns ur. (Harper, 2001). 3.5.4 Metaller Metallernas förmåga att lätt smidas, blandas och förbättras har gett dess breda användningsområde. Materialet har också väldigt bra förmåga att återanvändas men är väldigt känslig mot korrosion på grund av vatten, syre och andra frätande syror som gör att metallen vittrar sönder (Askeland, 1994). 3.5.4.2 Koppar Koppar produceras genom Pyrometallurgisk process. Den är betydligt tyngre än järn och trots att dess sträckgräns är hög så är den lägre än för aluminium och magnesium legeringar. Koppar har bättre motstånd mot utmattning, krypning och slitage än aluminium och magnesium. Kop- Metallerna kan bearbetas så att dess egenskaper som är mindre attraktiva kan minskas och de kvaliteter som söks ökas. Detta sker oftast genom värmebehandling, mekanisk bearbetning eller genom att skapa 18 par är duktil, har bra motstånd mot korrosion och bra konduktiv förmåga för el och värme. Vanligen används koppar till ledningar (vid mindre än 1 % orenheter), rör, pumpar, ventiler. kunskap hur viltvisslaren skall påverka enligt tillverkaren. 3.7 Tillverkning För att skapa en produkt som är kostnadseffektiv bör utformningen en den anpassas för en lämplig tillverkningsmetod. Därefter kan checklistor som finns utifrån de olika tillverkningsmetoderna följas. För att öka hårdheten hos koppar kan metallen legeras med kadmium, silver och Aluminiumoxid. Dock kan vissa legeringar vara miljömässigt problematiska. Bland annat bly-koppar som trots sina fördelar med bearbetning vilket minskar nötning. Bly-koppar är känd för att skapa olika typer av hälsoproblem, bland annat i vattenrör som sedan läcker i dricksvattnet. (Askeland, 1994). 3.7.1 Design for Manufacturing (DFM) För att skapa en produkt som är bäst lämpad för produktion kan dessa generella designkriterier för DFM användas; 1. Eftersträva enkelhet genom få komponenter och enkel konstruktion. 2. Använd standardmaterial och komponenter. 3.6 MÄNSKLIGA FAKTORER Den mänskliga faktorn påverkar i stor uträckning av värderingar på produkten då användaren oftast har en förutbestäm åsikt. Därför måste resultatet granskas kritiskt. 3. Standardisera delar i produkten. 4. Använd generösa toleranser. 5. Välj material som är lättbearbetade. 3.6.1 Partisk bekräftelsebehov 6. Samarbeta och arbeta tätt med tillverkningspersonal. De tester som användaren har gjort i forum påvisar det partiska bekräftelse behovet som användaren söker efter. En sannolikhet att det resultat som redan är känt och ett behov av att söka bekräftelse att detta verkligen sker. Människan söker efter bevis som är partisk mot det önskade resultatet som presenterats. Det är väldigt sällan som intelligens, rationellt tänkande och bekräftelsebehov inte spelar in i slutresultatet och har studerats vid flera tillfällen. Oftast är resultatet redan beskrivet över vilka effekter som produkten ska ge och därmed söker användaren efter en bekräftelse. (Stanovich, West, & Toplak, 2013). Den mänskliga faktorn är en osäker källa då användaren inte testar med attrapper utan enbart med viltvisslaren och har 7. Undvik sekundära operationer såsom målning, värmebehandling och dylikt som ofta kan bli lika kostsamma som tillverkningen i sig. 8. Gör en design mot en bearbetningsmetod som är lämplig för den kvantitet som ska produceras. 9. Utnyttja de möjligheter som tillverkningsmetoder och materialval ger. 10. Undvik att göra för specificerade ritningar och låt tillverkningsexperter välja bäst lämpade delprocesser. De kan undvika extra kostnader och förkorta ledet i designutförande, (Bralla, 1999). 19 4. RESULTAT I kapitel 4.2.1 till 4.2.8 redovisas resultaten av förarbetet kring framtagningen av de teoretiska underlag som de variablerna konceptet baserades på. Kapitel 4.1 redovisar resultatet av de metoder som använts för att kartlägga viltvisslarens komponenter och egenskaper. Kapitel 4.3 till 4.5 de konceptlösningar som arbetades fram. Det slutgiltiga konceptet redovisas i kapitel 4.7. då de inte pekat mot institut eller forskningsenhet utan bara ett framtaget resultat. De har inte heller innefattat tester med attrapper för att visa ett korrekt resultat. 4.1 KRAVSPECIFIKATION Enligt entreprenörerna fanns krav på en bättre lösning och en verifiering av frekvenser. Variabelanalysen verifierade den kravspecifikation som uppdragsgivaren uppgav, dock tillkom djurs beteende som ytterligare en variabel att analysera. Det har varit svårt att visa tester i samma förhållande med samma typ av fordon, miljö, klimat och under en längre tid. Oftast har resultatet i studier visat att olyckor har minskat men efter en viss tid återgår det till nästan samma statistik som innan samt att det har varit ett fåtal fordon och under en begränsad tid. Genom forskningsmaterial konstaterades att vilt i starten av testerna undviker eller stannar när de hör frekvensen samt att älg inte hör frekvenser över 21 kHz. Många tillverkare påstår att deras viltvisslare/varnare levererar 21kHz eller högre. Viltvisslarens kravspecifikation; 1. Påverkan på djurens beteende, 2. Påverkan på djurens hörselfrekvenser, 3. Utformning så att produktens kan skapa den önskade frekvensen 4. Minimera variabler som kan minska frekvensen 5. Produktens mest optimala placering. 6. Montering av på fordonet. 4.2 RESEARCH OCH BEHOVSANALYS Viltvisslarens utformning och krav bygger på tillverkarens forskning och marknadsunderlag. För att verifiera resultatet analyserades material från andra forskningar både för vilt och för viltvisslaren. Vilt är mer vaksam då flera variabler används som stoppar eller skrämmer. Det krävs oftast ljud, syn, lukt och att källan till skrämsel verkligen skapar flyktbehov för att få en långtidseffekt. När kontinuiteten av frekvensen ökar vänjer sig djuret vilket minskar den önskade effekten. 4.2.1 Vilt Flera studier har utförts i Australien på kängurur och även på hjort i USA och älg i Sverige, se teoriavsnitt kap. 3. Fokus har varit på djurens flykt eller tidiga observationsförmåga för att minimera olyckor med blandat resultat. Kommersiella påstådda undersökningar har inte gått att verifiera Viltvisslaren kan inte ändra beteendet hos djuret när den används under en längre tid eller när frekvensen av antalet användare ökar. Viltvisslaren blir ett repetitivt ljud som djuren vänjer sig vid och tillslut inte associerar med fara då fordonet enbart låter men varken jagar eller utgör ett 20 större hot på grund av att den inte ändrar riktning. gärna en transparent färg för att smälta in i fordonet 4.2.2 Mänskliga faktorer Materialet på viltvisslaren har valts till en ABS-plast då den är liten i storlek och behöver små mängder av material. ABS-plasten är ett väldigt väl använt material som kommersiellt är gångbart och även har ett UV-motstånd samt klarar både låga och höga temperaturer som oftast utsätts för. Den forskning inom partisk behovsanalysering tillsammans med de forum där diskussion runt liknande produkter ute på marknaden testats pekar mot att användaren har svårt att verifiera att det verkligen är produkten som ger den önskade effekten eftersom frekvensen inte är hörbar. Avsaknaden av studier med attrapper skapar därmed en osäkerhet att användaren verkligen kan bekräfta funktionaliteten. De två pipor som ska monteras i produkten svarvas i aluminium för att säkerställa frekvensen och med få orenheter i röret. Samt att materialet är lätt att bearbetas och kan återvinnas. 4.2.5 Frekvens och ljud Tydligt i brukares uppfattning har varit att denne sökt efter bekräftelse att djuren betett sig som tillverkaren uppgett. Genom bekräftelsen dragit slutsatsen att produkten fungerar. Frekvensen bör ligga mellan 20 kHz och 21 kHz för att säkra att vilt reagerar på viltvisslaren. Viltvisslaren bör också använda ett lock som omsluter när viltvisslaren inte används eller när fordonet kör i områden där tamt boskap vistas. I studier har forskare stark avrått användaren ska använda produkten då den ger en falsk trygghet. Den kan påverka användare som då blir mindre uppmärksam och till och med slutar avsöka efter vilt längs med vägarna. 4.2.5.1 Doppler-effekten Doppler-effekten beräknas med hjälp av formel (10): Materialet är därmed inte påvisbar ur en kvantitativ analys från användartester. f = fs * v/(v-vs) (10) vs = Hastigheten för källan vo = Observatören (ljudets hastighet 343 m/s, när observatören står still) fs = frekvensen från källan 4.2.3 Aerodynamik Viltvisslaren bör placeras strax bakom vindrutan på taket där luftflödet är som mest kontinuerligt. Slutfrekvensen på 20 kHz beräknas i formel (11), om observatören står still och fordonet rör sig i 110 km/h (30,56 m/s): Produktens utformning måste ta hänsyn till att piporna bör ligga strax ovanför takets närmaste luftskikt. Gränsskiktet närmast bilen saknar det luftflöde för att åstadkomma frekvensen som krävs för att uppmärksamma vilt i området. Fs = 22 000*(343-30,56) /343 (11) Frekvensen som hörs en bit bort blir alltså 20 039,88 Hz, ungefär 20 kHz. 4.2.4 Färger och material 4.2.5.2 Längden på pipan Beräknat frekvensen för en öppen/öppen pipa gäller: Färgen på produkten bör vara neutral för att passa alla fordon den ska monteras på, 21 f = v/(2L) fästa mot metall och ABS-plast som viltvisslaren är tillverkad av. (12) v = Luftens hastighet, 343m/s L= Längden på pipan i meter. I förslaget har en dubbelhäftande tejp TESA ® 4965 som uppfyller de krav som ställts i analysen. För 20 kHz blir längden: L = 343/(2*20 040) L = 0,0086 m långt = 8,6 mm Produkten är så liten i storlek att det luftmotstånd som kan den kan utsättas för är försumbar. 4.2.5.2 Diffraktion Den dubbelhäftande tejpen ska inte utformas som det fästelement kroppen har utan vara kvadratisk för att säkra fä mellan tak och viltvisslarens ytor. För att beräkna diffraktion är beroendet: v = λ /T = λ *f (13) v= vågutbredningshastigheten λ = våglängden f =frekvensen 1/T 4.2.7 Återvinning Då alla plastdetaljer ska vara av ABS-plast men av en så ren variant som möjligt ska det vara möjligt att återvinna. Själva pipan av aluminium är fäst med rillor och kan därför demonteras för att återvinnas. Därmed kan produkten återvinnas i sin helhet. Pipans diameter beräknas: f = 20 040 Hz v = 312,44 m/s ljudets ljudhastighet – fordonets hastighet = (343-30,56) m/s λ = 312,44/20 040 = 0,015591m ~1,6cm λ = 2L => L =1,6/2 = 0,8cm = 8mm eller mindre 4.2.8 Tillverkningsmetoder 4.2.5.3 Ändkorrektion Pipan svarvas ut för att ge de mått som önskas med hög tolerans på den inre diametern och tolerans för att säkerställa att pipan fäster i viltvisslarens kropp. I verkligheten upplevs röret något längre så krävs det en ändkorrektion ΔL med hänsyn till radien r. Verkliga längden beräknas genom ekvation (14): Kroppen och locket gjuts i en form konstrueras med släpp vinklar för att förenkla släpp från verktyget. Lk = + π*r/ 2 (14) Lk = Rörets riktiga längd L = Beräknade längden π*r/ 2 = den kompenserade längden (Johnsson, 2015) 4.3 KONCEPTFRAMTAGNING För att tillgodose de krav som framkom från start förbättrades kroppen på viltvisslaren och piporna. Genom analys togs tre koncept fram för att minimera risken att viltvisslaren inte skulle ge ifrån sig det ljud som krävs. Beräknat blir längden: Lk = 8 + 3,14*4/2 = 14,28mm 4.2.6 Montering Viltvisslaren monteras på en ren yta med dubbelhäftande tejp med en tillräcklig rivhållfasthet för att hantera det luftmotstånd som produkten utsätts för. Tejpen ska vara av ett sådant slag att den både kan 4.3.1 Alternativ 1, Ett lock som omsluter viltvisslaren Locket har två sidor som är välvda för att skapa så lite vindmotstånd som möjligt. 22 Kroppen konstruerades med släpp-vinkel som följer vitvisslare och kan därmed bara monteras på ett sätt, Figur 12 Lock som omsluter viltvisslarkroppen. Den har två grepp som omsluter viltvisslaren och håller den på plats, Figur 13 Lock som omsluter viltvisslaren. Figur 14, viltvisslarens kropp. 4.3.2 Alternativ 2, Locks om öppnar sig med luftflödet Locket sitter fast med en fjäder som testas ut så att den kan öppnas sig vid de hastigheter som är gynnsamma för viltvisslaren. Detta förenklar för användaren som inte behöver ta loss locket när den skall användas, Figur 15 Viltvisslare med lock som öppnas med luftflödet. Figur 12 Lock som omsluter viltvisslarkroppen. Figur 13 Lock som omsluter viltvisslaren. Viltvisslaren har ett spår som locket snäpper fast vid och kan lossas genom att ta tag i greppen och dra rakt upp från viltvisslaren, Figur 14, viltvisslarens kropp. Figur 15 Viltvisslare med lock som öppnas med luftflödet. 4.3.3 Alternativ 3, Lock som skjuts på viltvisslarkroppen Locket har en välvd yta fram för att minimera luftflödet och ett grepp som glider i spåret för att monteras på viltvisslarkroppen, Figur 16 Lock monterat på viltvisslare sett bakifrån. 23 Figur 16 Lock monterat på viltvisslare sett bakifrån. Lockets kropp har samma släpp vinkel som viltvisslaren, Figur 17 Viltvisslare med manuellt monterat lock. Figur 17 Viltvisslare med manuellt monterat lock. 24 4.4 KONCEPTUTVÄRDERING 4.4.1 Alternativ 1, Ett lock som omsluter viltvisslaren Fördel Nackdel Lätt att producera. Lock ska förvaras någonstans. Kan monteras enkelt. Påfrestar den tande tejpen. dubbelhäf- Kan påverka att viltvisslaren lossnar när användare är ute i trafik. 4.4.2 Alternativ 2, Viltvisslare med lock som öppnas med luftflödet Fördel Nackdel Kräver inte att användaren demon- Känslig för modd, smuts och terar locket. annat som kan sätta igen locket och fjäderkonstruktÖppnas inte vid låga hastigheter. ionen. Användare kan inte verifiera om den är öppen. 4.4.3 Alternativ 3, Ett lock som följer ett spår och omsluter viltvisslaren Fördel Nackdel Har ett grepp som är dimension- Locket är lätt att tappas när erat så att den är mindre än viltviss- den är demonterad larens för att förhindra att den Användaren kan glömma att lossnar. ta bort locket Den är öppen bak för att enkel kunna skjutas fram när den ska demonteras Minimerar påfrestningen på monteringstejpen. När de tre alternativen analyserades valdes ett slutgiltigt koncept, alternativ 3 som sedan analyserades med en SWOT-analys, se Bilaga 4 - SWOT-analys. 25 ras, Figur 19 Rillor att montera fast piporna i viltvisslarens kropp. En liten klisterlapp alt markering på den dubbelhäftande tejpens papp skulle förhindra en felmontering, se Figur 20 Dubbelhäftande tejp på undersidan. 4.5 DETALJKONSTRUKTION Alla tre alternativen har släpp vinkel som förenklar montering av locket. Viltvisslaren har samma konstruktion av kroppen med en pipa som monteras med hjälp av rillor inne i viltvisslarens kropp. Viltvisslarens kropp förändrades i det undre stycket för att behålla en jämn godstjocklek. Den undre delen fick tre fästytor istället för en stor fästyta för att minska risken för sjunkningar i ytan. I den ursprungliga viltvisslaren var hela pipan i samma material som kroppen och den svetsades ihop i mitten av pipans horisontella plan, Figur 18, Svetsning av viltvisslaren. Figur 19 Rillor att montera fast piporna i viltvisslarens kropp. Figur 20 Dubbelhäftande tejp på undersidan. Figur 18, Svetsning av viltvisslaren. Locket går inte att montera fel då släppvinkeln på kroppen bara medger montering från ett håll. Analysen av svetsningen visade att viltvisslaren inte sammanfogades helt korrekt och därmed blev piporna sällan helt cylindriska som krävs för att ge önskad frekvens. Inte heller fanns en beskrivning av vilken sida som är fram och vilken sida som är bak vilket kan ge en felmontering och förhindra produktens funktion vilket inte heller kan verifieras av användaren. Ett förslag av längd på pipan presenterats i examensarbetet men det måste provas fram genom flera tester av uppdragsgivaren. Då frågan var att försöka säkerställa frekvensen från viltvisslaren blev kravet att förhindra smuts, modd, is och annat från att täppa igen pipan har tre koncept av lock tagits fram. För att undvika detta föreslås att den nya viltvisslaren gjuts i ett enda stycke utan krav på toleranser för pipan utan enbart toleranser för att pipan ska kunna monteras i kroppen kan detta fenomen förhind- Fokus har varit på ett lock som kan monteras på viltvisslaren så går att ta bort när viltvisslare ska användas och som skyddar 26 vid tvätt av bil, körning i terräng och väderförändringar som kan påverka viltvisslaren på ett negativt sätt. Bild på pipan till viltvisslaren i två olika storlekar, den större i blått är en förstoring av pipan. 4.6 PROTOTYPFRAMTAGNING De tre koncepten har ritats upp i CAD och testmonterats virtuellt för att se svagheter på respektive. Det slutgiltiga resultatet har skrivits ut i 3D-skrivare. 4.7 SLUTLIG PRODUKT Efter genomgång med SWOT-analys kunde för- respektive nackdelar framställas i de tre alternativen. Den bästa lösningen blev alternativ 3 som går att produceras billigt och enkelt i fromgivningsmaskin, Figur 21 Alternativ 3 i genomskärning. Den är också den enklaste lösningen med och säkraste av de tre locken. Figur 23 Utskriven pipa i originalstorlek och två gånger större av en 3D-printer på LTU. Ritningar på viltvisslaren, pipa och lock se Bilaga 13 - Ritningar Viltvisslare, pipa och lock. Viltvisslaren presenterat bakifrån med lock överdraget Figur 24 3D-utskrift av lock sett bakifrån. Figur 21 Alternativ 3 i genomskärning. Den slutgiltiga viltvisslaren tillverkades i en 3D-skrivare, en Makerbot 2X: Figur 24 3D-utskrift av lock sett bakifrån Figur 22 2 bilder på 3D-skrivare på LTU 27 Samma viltvisslare sett från en ISO-vy Figur 25 3D-utskrift av lock på viltvisslare. Figur 25 3D-utskrift av lock på viltvisslare 28 5. DISKUSSION Här analyseras det resultat som framkommit från tidigare slutresultat och värderas utifrån tidigare teorier och forskningsresultat. produkten och att den skapar en falsk trygghet och ska därför varken testas eller produceras. 5.1 Tolkning och värdering av resultat Det slutgiltiga prototypen är enligt kravspecifikationen från men produktens reliabilitet kan ifrågasättas då forskning påvisar motsatsen. 5.1.2 Prototyplösning Om inte litteraturstudien visat att vilts beteende inte påverkas av en dylik lösning skulle det vara fullt möjligt att genomföra lösningen, både mekaniskt och produktionstekniskt. Oavsett lösning som valts genom SWOT-analys finns fortsatt en del som skulle behöva testas ut. Utprovning av frekvens, passning och verktygsutformning som tar hänsyn till ABS-plast och dess egenheter men också alla toleranser. Den uppfyller kravet på noggrannheten i produktionen och produkten också får en väldigt låg kasseringsgrad ur miljöhänseende och låg produktionskostnad då den inte ska vara en dyr eller svår produkt att skapa. 5.1.1 Forskningsresultat viltbeteende Oavsett hur många analyser som görs på produkten är variabeln för hur vilt beter sig och vanebeteende hos djur den faktorn som påverkar mest. Viltvisslaren som idag inte används i stor utsträckning kan med fler användare totalt förhindra syftet med produkten då vilts uppmärksamhet avtar och effekten försvinner. Vilt reagerar med syn, lukt, hörsel men också inlärda beteenden och kräver därmed att alla sinnen är uppfyllda för att inte effekten skall avta. Om ljudet från viltvisslaren kommer vid ett fåtal tillfällen kan inte vilt koppla ihop den med fordonet utan uppmärksammar viltvisslaren i större utsträckning, men om antalet användare ökar kan djuren vänja sig vid ljudet och därmed sluta lystra till ljudet och effekten reduceras. Då djuren rör sig över stora arealer kan användaren inte heller veta om det djuret som denne möter har utsatts för viltvisslare förut eller inte. Användare kan också sluta avsöka områden för att själv förhindra olyckor i tron att djuret kommer att reagera eller att produkten är felfri och fungerar enligt specifikation. 5.2 Relevans Vid starten av examensarbetet hade viltvisslaren en positiv effekt där även jag letade efter resultat som verifierade produkten. Efter analys av produkten, forskningsmaterial i de olika områdena och intervjuer med experter inom vilt och akustik framkom ett helt annat resultat där produktens osäkerhet blev allt mer tydligt. Produkten kan förbättras men variablerna runt vilt är stora och svåra att hantera. Därför ska produkten inte marknadsföras eller säljas annat än som en osäker lösning som inte kan ersätta användares egen vaksamhet. Forskningsresultat under årtionden avråder användaren från att tillförlita sig på 29 Intervjuer med uppdragivaren och diskussioner i forum är väldigt missvisande då de inte heller bekräftar tester med attrapper eller med samma förhållande gällande tid och klimat som kan ge ett tillförlitligt underlag. Det kan inte bekräftas att frekvensen av olyckor minskats just på grund av dessa viltvisslare. De som intervjuats har också ett positivt förhållande till produkten vilket ofta medför ett användarbehov att bekräfta vilddjurens beteende enligt producentens beskrivning. lärt mig så mycket att vara självkritisk och tagit fram en produkt som gav en falsk säkerhet så forskningens tyngd är nog mer relevant än man kan ana. Och i just detta fall en av de största hjälpmedel till produkten vara eller icke vara som jag har kunnat använda mig av. Hade detta varit ett projekt som utförts ute i ett företag hade projektet lagts ner redan när forskningsresultatet tagits fram vid förstudien men eftersom det är ett examensarbete med avseende produktutveckling valde jag att utveckla vidare på viltvisslaren med hänsyn till de variabler som går att förbättra. Reaktion som jag har fått av de som jag har bollat arbetet och idé verksamheten med, varit en drivkraft och när det slutgiltiga resultatet presenterats har en förvåning och närapå en chock varit i luften från bland annat uppdragsgivarna. Det har inte heller tagits i beaktning av producenten gällande tamboskap utan de utgår ifrån att viltvarnaren/visslaren endast skrämmer vilt och inte tamboskapen. 5.3 Reflektion Examensarbetet har varit mycket givande, där jag lärt mig mycket om hur viktigt det är att leta material och forskning som går att verifiera och att uttrycket, ”If it is too good to be true, then it probably is” är högst relevant i detta fall. Jag själv ville gärna att produkten verkligen skulle ge det resultat som jag önskade och därför ville jag gärna ignorera den forskning som fanns över vilts beteende. Hade examensarbetet bara gett ett resultat där vilt inte är den största variabeln hade jag troligen inte Hade jag fått göra om det idag hade jag gjort precis samma sak och dessutom valt exakt samma examensarbete då det lärt mig mer än något annat arbete. Jag har fortfarande tagit fram en lösning som är god på produktlösning, men det är svårt att förändra djurens beteende så alltså bör produkten inte produceras med sin nuvarande funktion. 30 6. SLUTSATS Här dras slutsatser om uppsatsens syfte och undersökningsfrågor utifrån den genomförda analysen. Undersökningsfrågorna besvaras var för sig i underkapitel. Syftet med denna magisteruppsats i Industriell Arbetsmiljö med inriktning på teknisk design är att undersöka och beskriva viltvisslare/varnare och dess funktion. Ta fram en bättre teknisk lösning utifrån de problemställningar som angetts med hjälp av de metoder som angetts i uppsatsen samt de resultat från det underlag som arbetats fram. Utifrån uppsatsens syfte har nio undersökningsfrågor formulerats och 7 frågor på den befintliga produkten som marknadsförs ute i handeln: Befintliga produkter: 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. Vad finns det för produkter ute på marknaden och hur fungerar de? Var placeras produkten och vad påverkar funktionaliteten? Vad kan påverka produktens funktionalitet? Och vad kan påverka produktens trovärdighet? Vilka frekvenser har bäst effekt för att skrämma bort vilt från vägarna? Hur beter sig djurens när de blir skrämda? Hur kan produkten förändras för att bibehålla kvalitén och ljudfrekvenserna? Här diskuteras hur produkten utifrån analysfrågorna ska vidareutvecklas i framtida projekt. 8. Hur påverkas djurens beteende av viltvisslaren? 9. Vilka frekvenser är djurens hörselfrekvenser? 10. Har produkten möjlighet att skapa den önskade frekvensen? 11. Vilka variabler kan minska frekvensen? 12. Hur kan produkten förändras för att säkra frekvensen? 13. Hur bör produkten utformas? 14. Vilka material är lämpliga både hänseende till miljöpåverkan? 15. Var på fordonet ska produkten ska placeras? 16. Hur produkten ska monteras? forskning företagen stödde sin produkt på var knapphändig och dåligt presenterat. Den var oftast inget forskningsunderlag alls. Vissa producenter hänvisade till material de inte heller kunde presentera vetenskapligt. 6.2 Befintliga produkter: Slutsats över de befintliga produkter som finns idag. Analysfråga 1 Vad finns det för produkter ute på marknaden och hur fungerar de? Analysfråga 2 Var placeras produkten och vad påverkar funktionaliteten? De flesta tillverkare anvisade att visslaren skulle monteras i fronten på fordonet, vid De flesta produkter utvecklas i USA och Österrike. De marknadsför inte markant och de produkter jag hittade ute på marknaden marknadsfördes inte alls. Den 31 sidan ovanför framhjulet på plåten eller bak på taket. Analys fråga 8 Hur påverkar djurens beteende av viltvisslaren? Analysfråga 3 Vad kan påverka produktens funktionalitet? Eftersom tillverkaren inte kunde presentera hur den hanterade väder-, temperaturoch luftförändringar var det troligen inget som tillverkaren tog hänsyn till. Produkten är svår att vidareutveckla för att kunna tillgodose alla variabler såsom syn, lukt, hörsel och inlärda beteenden utan jag tycker man ska fokusera på att uppmärksamma användare snabbare med t.ex. avläsning såsom radar som läser av området och varnar användaren istället för djuret. Analysfråga 4 Och vad kan påverka produktens trovärdighet? Vissa leverantörer pekade mot en egenpostad kommentarslista med användare som lovordade resultatet när de använt dem men det fanns inga referenser som gick att nå för intervju. Analys fråga 9 Vilka frekvenser är djurens hörselfrekvenser? Frekvenser är individuella för vilt samt tamboskap och hundar har ungefär samma frekvenser och kan därmed också påverkas, vilket inte var önskemål från uppdragsgivaren. Analysfråga 5 Vilka frekvenser har bäst effekt för att skrämma bort vilt från vägarna? Enligt tillverkaren skulle frekvenserna ovanför 20kHz fungera men det fanns inget övre tak för vad vilt kunde uppfatta. Djuren hör samma frekvenser som oss men har ett större spektrum och syftet i detta examensarbete var att verifiera älgens högsta frekvens för ultraljud, max 21 kHz. Analysfråga 6 Hur beter sig djurens när de blir skrämda? Den frågan kunde inte besvaras då det inte fanns forskning som stödde att vilt skulle fortsatt bli skrämd eller stanna upp av viltvisslaren. Analys fråga 10 Har produkten möjlighet att skapa den önskade frekvensen? Ja det har den nya designen som utgår från att piporna utformas i metall. Analysfråga 7 Hur kan produkten förändras för att bibehålla kvalitén och ljudfrekvenserna? Då viltvisslaren, ”Save a deer whistler”, saknade korrekt passform och var dåligt linjerat mot de två ytorna fanns potential att förbättra produkten. Det fanns också bättre lösningar för att säkerställa frekvensen. Analys fråga 11 Vilka variabler som kan minska frekvensen? Miljö och väder är inget vi kan påverka men vi kan utveckla produktens känslighet mot dem och därmed säkerställa att produkten ska kunna fungera. Största variablerna är snö, modd, is, temperatursskiftningar och regn/fukt som kan förändra strukturen och utseendet av de cylindriska piporna och förändra ljudet. Det kan till och med täppa igen helt och totalt förhindra ljud. 6.1 Utvecklade viltvisslaren. Slutsats över den nya utvecklade viltvisslaren. 32 Med hjälp av en dubbelhäftande tejp som kan hantera både metall och plast samt en yta som kan tolerera påfrestningar av vind och väderförändringar. Analys fråga 12 Hur kan produkten förändras för att förbättra säkerheten med frekvensen? Genom ett skyddslock som förhindrar smuts när den inte används och en noggrann placering. Också att testa och förbättra pipan på viltvisslaren. Projektets syfte och mål Syftet Analys fråga 13 Hur bör produkten utformas? Examensarbetets syfte var att vidareutveckla en viltvarnare. Att ta fram den kravspecifikation och sedan förbättra de variabler som framkom så att produkten fyller sitt syfte. Kroppen gjuts i ett stycke och alla väggar på kroppen behålls i samma eller så nära i tjocklek på de detaljer som består av en polymer. Pipan som har ett krav på att vara i önskad form svarvas i metall för att säkerställa toleranser bibehålls så att produkten ger önskad frekvens. Syftet förändrades under resans gång där en av kriterierna, vilts beteende, gjorde att produkten inte kommer att fungera i större utsträckning varken idag eller i framtiden. Oavsett hur mycket man eliminerar variabler så skapar produkten mer osäkerheter än den löser. Själva produkten i sig har uppfyllt de krav som ställts förutom olycksminimering. Analys fråga 14 Vilka material är lämpliga både hänseende till miljöpåverkan men också till sitt syfte? ABS-plast är inte miljövänligt då den idag utvinns från petroleum men plastmaterial utvecklas hela tiden och ABS i renaste form kan återvinnas. Målet Målet med examensarbetet är att genom litteraturstudie, forskningsrapporter och intervjuer av experter ta fram ett underlag för att kunna vidareutveckling en viltvisslare, ”Save a deer whistler” som finns ute i handeln idag. Genom en kravspecifikation minimera de faktorer idag som förhindrar att den verkligen ger ifrån sig de frekvenser som krävs för att uppmärksamma vilt och förhindrar framtida viltolyckor. Piporna tillverkas i aluminium som också går att återvinna. Analys fråga 15 Var på fordonet ska produkten ska placeras? På grund av turbulens bör den placeras på taket i närheten mellan vindrutan och början av taket. Där är också minst påverkan av smuts från vägen. Detta kan testas ut i en vindtunnel för att se vart det är mest effektiv men genom att montera den på taket kan man minimera variablerna som blir när fordonens utseende skiljer sig åt och därmed kan ge olika flöden för bilar. Under projektets gång visade det sig att framtida mål aldrig kommer att uppfyllas då produkten i sig tyvärr inte har den kapaciteten att minska olycksstatistiken nämnvärt under en längre tid på grund av beteende från vilt. Analys fråga 16 Hur produkten ska monteras? 33 7. REFERENSER 7.1 Referenser Bisfenol i lock till barnmatsburkar. Hämtat från Sveriges Radio, Ekot: http://sverigesradio.se/sida/artik el.aspx?programid=83&artikel=3 920953 Group, B. r. (1986-1987). TEST REPORT - DEER ALARM WHISTLER. Bellevue, Iowa 1986-1987. Harper, C. A. (2001). Handbook of materials for product design . New York: McGraw-Hill. Hedlund, J., Curtis, P., Curtis, G., & Williams, A. (2004). Methods to Reduce Traffic Crashes Involving Deer: What Works and What Does Not (Traffic Injury Prevention, 2004, Vol.5(2), p.122-131 uppl.). USA: Taylor & Francis Group. Hirschel, E., Bretthauer, N., & Röhe, H. (1984). Theoretical and experimental boundary-layer studies of car bodies (Int. J. of Vehicle Design). Tyskland: Inderscience Publishers . Hoffelner, V. (1982). USA Patentnr US4437428 A och DE3263856D1, EP0062627A1, EP0062627B1. Jansson, T., & Ljung, L. (2004). Projektledningsmetodik. Lund: Studentlitteratur. Jerome J. Hartmann, T. R. (1998). USA Patentnr USD390147 S. Jody, B., Pomykala Jr., J., Spangenberger, J., & Daniels, E. (2009). End-of-Life Vehicles of the Future . Energy Systems Division, Argonne National Laboratory Recycling. Johannesson, H., Persson, J.-G., D., P., & Johannesson, H. (2004). Ahmed, S. R., Gawthorpe, R. G., & Mackrodt, P. -A. (2010). Aerodynamics of Road- and Rail Vehicles. Storbrittanien: Taylor & Francis Group. Ander, I., & Karlsson, R. (1989). Bättre projekt! -metodiskt angreppssätt, kreativ. Lund: Studenlitteratur. Ashby, M. &. (2002). Materials and design: the art and science of material selection in product design. Oxford: Butterworth-Heinemann. Askeland, D. R. (1994). The science and engineering of materials, 3rd edition. Boston, Mass.: PWS-KENT. Bisfenol A. (den 16 02 2015). Hämtat från Livsmedelsverket: (http://www.livsmedelsverket.se/ livsmedel-och-innehall/oonskadeamnen/bisfenol-a/) Blevins, J. A. (1997). USA Patentnr US6056411 A. Broser, P. (2008). USA Patentnr US7743724 B1. Buell, J. R. (1962). USA Patentnr US3156212 A. Del 1: J-O Helldin, CBM, Del 2: Andreas Seiler, SLU, Del 3: Mattias Olsson &. (2011). Klövviltolyckor på järnväg: kunskapsläge, problemanalys och åtgärdsförslag. Trafikverket. Douglas E. Vincent, K. A. (1996). USA Patentnr US5782575 A och US5540808. England, S. G. (1991). USA Patentnr US5057832 A. Eriksson, A. (den 14 Augusti 2010). 34 Produktutveckling. Stockholm: Liber AB. Johnsson, R. (den 17 April 2015). Biträdande professor, Teknisk akustik, Avdelningschef Ltu. (T. Hagberg, Intervjuare) Kenneth E. Bunn, A. W. (2002). USA Patentnr US6803239 B2 och US6096562, US6383820, US20020127742, US20050048642. Kringstad, K. (den 03 Oktober 2013). Slik skal elgen narres vekk fra veiene. an.no, s. http://www.an.no/nyheter/articl e6897061.ece. Kuhl Bernard R, T. P. (1960). USA Patentnr US3103911 A. Lempriere, B. M. (2002). Ultrasound and Elastic Waves: Frequently asked questions. USA: Elsevier Science. Lg, & Mia. (den 20 Oktober 2012). Test av viltvarnare. Hämtat från Husbilsklubben.se: http://www.husbilsklubben.se/fo rums/t53549/ Livingston, M. K. (2012). USA Patentnr US20130186322 A1. Nationella Viltolycksrådet. (2015). Hämtat från Viltolycka: http://www.viltolycka.se/hem/ OG, I. S. (den 26 April 2015). Wildlife crossing guard || Deer Deter DD4xx Family. Hämtat från IPTE Schalk & Scalk OG: http://www.ipte.at/index.php/m np-main-productsservices/wildlife-crossing-guarddeer-deter/dd4xx-family P.D., M., & A.R., B. (1990). Effectiveness of ultrasonic wildlife warning devices to reduce moose fatalities along railway corridors. USA: Alces. Pahl, G., & Beitz, W. (1996). Engineering design: a systematic approach. Berlin : Springer . Penick, M. (1977). USA Patentnr US4150637 A. Persson, Olof; Peterson, Bo E. (1980). Viltolyckor med vagtrafik (VIOL) Slutrapport. Stockholm: Statens vägverk, utvecklingssektionen. Petersen, R. L. (1993). USA Patentnr US5341762 A och CA2155101A1, DE69426067D1, DE69426067T2, EP0681688A1, EP0681688A4, EP0681688B1, WO1994018532A1. Ranhagen, U. (1995). ”Att arbeta i projekt". Göteborg: Novum Grafiska AB. Repstad, P. (1999). Närhet och distans, kvalitativa metoder i samhällsvetenskap. Lund: Studentlitteratur. Rezmer, L. (1988). USA Patentnr US4903630 A. Ronald L. Foxcroft, C. G. (1987). USA Patentnr US4821670 A och CA1276822C, CN1013415B, CN1031419A, DE3875023D1, DE3875023T2, EP0302645A2, EP0302645A3, EP0302645B1. Rossing, T. D., Wheeler, P. A., & Moore, F. (2002). The science of sound . San Francisco, Calif: Addison-Wesley . Sandberg, U. (1983). Test av akustisk effektivitet hos viltvisslare typ Ultra. Örebro: SPA Trading samt VTI. Sandberg, U. (den 04 03 2015). Tekn Dr / Forskningsledare . (T. Hagberg, Intervjuare) Schenken, J., Haas, C. A., Hartmann, J., Johnson, R. M., Greider, C. A., & Osborn, A. J. (1993). USA Patentnr US5418518 A. Seiler, A., Olsson, M., & Linqvist, M. (2015). Analys av infrastrukturens permeabilitet för klövdjur - en 35 Unported, C. C.-S. (den 28 Juni 2010). commons.wikimedia.org/wiki. Hämtat från Wikimedia: http://commons.wikimedia.org/ wiki/File:Ultrasound_range_diag ram.svg# UW-ELAST. (2015). Traryd UW-ELAST. Hämtat från UW-ELAST Traryd: http://www.uwelast.se/materialkunskap/rivhalls fasthet Valitzski, S. A. (2004). EVALUATION OF SOUND AS A DETERRENT FOR REDUCING DEER-VEHICLE COLLISIONS. Georgia, USA: University of Georgia,. Wallin, H., Bodén, H., Carlsson, U., & Glav, R. (2001). Ljud och Vibrationer. Stockholm: Nordstedts Tryckeri AB. Wiedersheim-Paul, F., & Eriksson, L. (1991). Att utreda, forska och rapportera. Malmö: Liber Ekonomi/Almqvist & Wiksell Förlag AB. Williams, M. E. (2005). USA Patentnr US7370601 B1 och US7487737. Viveros, J. T. (2003). USA Patentnr US6905000 B1 och US7357217. Vågor. (den 23 04 2015). Hämtat från Studerasmart.nu: http://www.studerasmart.nu/kur shjalpen/fysik/fysik-2/vagor/ Åke & Gertie, E. (den 15 06 2011). Viltvarnare. Hämtat från Husbilsklubben: http://www.husbilsklubben.se/fo rums/t49802/ Örsterlin, K. (2007). Design i fokus för produktutveckling : varför ser saker ut som de gör? Malmö: Liber. metodrapport. Centrum för biologisk mångfald. Seilers, A. (Februari 2015). Viltvarnare som skrämmer bort vilt. (T. Hagberg, Intervjuare) Seron, S. V. (1981). USA Patentnr US4359961 A. Simon Manville Topman, M. C. (1999). USA Patentnr US6109202 A och DE69913214D1, EP0930606A2, EP0930606A3, EP0930606B1. Simon Manville Topman, M. C. (1999). USA Patentnr US6698377 B1 och DE69926553D1, EP0930605A2, EP0930605A3, EP0930605B1. Stanovich, K. E., West, R. F., & Toplak, M. E. (2013). Myside Bias, Rational Thinking, and Intelligence (Current Directions in Psychological Science, 2013, Vol.22(4)). SAGE Publications. Tolinski, M. (2012). Plastics and Sustainability. USA: WileyScrivener. Tolinski, M. (2012). Plastics and sustainability towards a peaceful coexistence between Bio-based and Fossil Fuel-based plastics. Scrivener Publishing LLC : Wiley-Scrivener . Trost, J. (2005). Kvalitativa intervjuer. Lund: Studentlitteratur. UChicago Argonne, L. f. (u.d.). Argonne National Laboratory. Hämtat från Argonne National Laboratory: http://www.anl.gov/ Ujvári, M., Baagøe, H., & Madsen, A. (2004). Effectiveness of acoustic road markings in reducing deer-vehicle collisions: a behavioural study. Danmark: WILDLIFE BIOLOGY. 36 8. Bilagor 37 Bilaga 1 - Viltolycksstatistik 2014 – Tabellutdrag, uttagen 2015-03-06, Nationella viltolycksrådet, (http://www.viltolycka.se/hem/) 1.1 Viltolyckor för respektive viltslag År 2014 Viltslag Björn Månad Jan Feb Mar Apr Maj Jun Jul Aug Sep Okt Nov Dec Total 1 0 0 1 0 0 0 0 1 2 0 0 5 179 92 81 60 60 60 51 114 96 268 379 262 1702 Järv 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 1 Kronhjort 35 19 7 12 15 5 11 12 28 53 63 43 303 Lo 3 0 2 0 2 1 0 1 2 3 4 5 23 Mufflonfår 0 1 1 0 0 0 0 0 0 0 2 0 4 Dovhjort Rådjur 3492 2179 1907 2445 3681 3143 2569 2427 1860 4523 4041 3053 35320 Utter 0 1 2 0 2 1 0 4 2 3 1 1 17 Varg 0 0 1 5 1 0 0 1 0 0 0 4 12 Vildsvin 283 234 198 136 128 159 171 262 410 643 627 463 3714 Älg 553 452 211 244 336 314 366 384 630 759 426 362 5037 Örn 0 1 0 1 0 0 0 1 1 0 2 3 9 Övriga djur 16 20 24 30 18 15 21 13 19 15 18 9 218 Summa: 4562 2999 2434 2934 4243 3698 3189 3219 3049 6270 5563 4205 46365 38 1.2 Olyckor med ren i respektive län * Ren är tamdjur och klassas inte som vilda djur enligt jaktlagen. År 2014 Län Månad Jan Feb Mar Apr Maj Jun Jul Aug Sep Okt Nov Dec Total Dalarnas län 3 4 4 1 0 0 3 2 1 1 0 1 20 Hallands län 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 1 Jämtlands län 60 26 16 11 6 2 8 8 4 9 13 36 199 Norrbottens län 26 0 1 0 1 0 0 0 1 0 0 0 29 Uppsala län 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 103 111 34 16 10 17 23 24 9 24 25 97 493 2 4 5 1 0 1 0 0 0 0 2 5 20 195 145 60 30 17 20 34 34 15 34 40 139 763 Västerbottens län Västernorrlands län Summa: 39 Bilaga 2 - Registrerade patent Patent: (USA Patentnr US20130186322 A1, 2012) (USA Patentnr US3103911 A, 1960) (USA Patentnr US3156212 A, 1962) (USA Patentnr US4150637 A, 1977) (USA Patentnr US4359961 A, 1981) (USA Patentnr US4437428 A och DE3263856D1, EP0062627A1, EP0062627B1, 1982) (USA Patentnr US4821670 A och CA1276822C, CN1013415B, CN1031419A, DE3875023D1, DE3875023T2, EP0302645A2, EP0302645A3, EP0302645B1, 1987) (USA Patentnr US4903630 A, 1988) (USA Patentnr US5057832 A, 1991) (USA Patentnr US5341762 A och CA2155101A1, DE69426067D1, DE69426067T2, EP0681688A1, EP0681688A4, EP0681688B1, WO1994018532A1, 1993) (USA Patentnr US5418518 A, 1993) (USA Patentnr US5782575 A och US5540808, 1996) (USA Patentnr US6056411 A, 1997) (USA Patentnr US6109202 A och DE69913214D1, EP0930606A2, EP0930606A3, EP0930606B1, 1999) (USA Patentnr US6698377 B1 och DE69926553D1, EP0930605A2, EP0930605A3, EP0930605B1, 1999) (USA Patentnr US6803239 B2 och US6096562, US6383820, US20020127742, US20050048642, 2002) (USA Patentnr US6905000 B1 och US7357217, 2003) (USA Patentnr US7370601 B1 och US7487737, 2005) (USA Patentnr US7743724 B1, 2008) (USA Patentnr USD390147 S, 1998) Bilaga 3 - S.M.A.R.T. metoden Specifika mål 1. Vilts beteende 2. Vilt frekvenser 3. Luftflöde 4. Bibehålla frekvens 5. Material 6. Väderbeständig 7. Produktionsunderlag 8. Test Mätbara mål 1. Vilts beteende a. Hur påverkar produkten tillfälligt b. Hur påverkar produkten under längre period c. Hur förändras beteendet vid mer frekvent utsättning av ultraljud 2. Vilt frekvenser a. Vilka djur ska fokus vara på b. Vilka frekvenser är relevanta 3. Luftflöde a. Luftströmning b. Placering 4. Bibehålla frekvens a. Produktutveckling pipa 5. Material a. Beständigt b. Återvinningsbar c. Fyller sin funktion 6. Väderbeständig a. Smuts b. Modd c. Temperatur d. Regn 7. Produktionsunderlag a. Ritningar på respektive del b. Stl-filer till 3D skrivare 8. Test a. 3D-utskrift av produktutvecklingen Accepterade mål Går målen att uppfylla om inte så förkastas något. I detta fall är allt enligt ovan accepterat. Realistiska mål Kan målen uppfyllas innan v.18 för att slutföras i rapport. Tidsatta mål Mål 1, v14 Vilts beteende Vilt frekvenser Luftflöde Mål 2, v16 Bibehålla frekvens Material Väderbeständig Mål 3, v19 Produktionsunderlag Test Bilaga 3 - GANTT-schema GANTT-schema uppfört i starten av examensarbetet Uppstart GANTT 1. 1.1 Underlag 1.2 Plan 1.3 Framtagning befintlig forskning 2 Litteraturstudie 2.1 Bibliotek 2.2 Forskningsmaterial 2.3 Expertförfrågan 3. Sammanställning framtaget material 4. Prototypframställning 4. 50-% redovisning 5. Sammanställning och analys av resultat 6. Utvärdering av metod och värdering av felkälla 7. Rapportskrivning, diskussion och slutsatser 8. Reservtid 9. Rapportskrivning, abstract, framsida, slutredovisning och muntlig presentation v.4 v.5 v.6 v.7 v.8 v.9 v.10 v.11 v.12 v.13 v.14 v.15 v.16 v.17 v.18 v.19 v.20 v.21 v.22 Verkligt GANTT-schema Uppstart GANTT 2. 1.1 Underlag 1.2 Plan 1.3 Framtagning befintlig forskning 2 Litteraturstudie 2.1 Bibliotek 2.2 Forskningsmaterial 2.3 Expertförfrågan 3. Sammanställning framtaget material 4. Prototypframställning 4. 50-% redovisning 5. Sammanställning och analys av resultat 6. Utvärdering av metod och värdering av felkälla 7. Rapportskrivning, diskussion och slutsatser 8. Reservtid 9. Lämna över uppsats för opponering 10. Rapportskrivning, abstract, framsida, slutredovisning och muntlig presentation v.4 v.5 v.6 v.7 v.8 v.9 v.10 v.11 v.12 v.13 v.14 v.15 v.16 v.17 v.18 v.19 v.20 v.21 v.22 Bilaga 4 - SWOT-analys Interna faktorer Externa faktorer Positiva faktorer Negativa faktorer -Lätt att montera av producenten -Säkrar frekvensen -Släpp-vinklar som underlättar att ta loss från verktyget - Billig att producera -Toleransen är för stor mellan pipan och kroppen och kanske lossnar - Kanske för liten yta som monteras på fordonet - toleranskrav på kroppen och ta hänsyn till polymerens beteende Figur 26 SWOT-analys viltvisslarkroppen. Positiva faktorer Negativa faktorer Interna faktorer -Lätt att montera. Externa faktorer - symmetrisk form som är positivt mot luftflödet. -Svår att avgöra vilket som är fram och bak -Greppet kan gå sönder och då går den inte att montera -Lossnar på grund av att användare sliter i locket -Försöker montera åt fel håll då det finns en släppvinkel -Kan missa att montera loss när användare åker i fordonet och tror att den fungerar Figur 27 SWOT-analys alternativ 1 omslutande lock. Positiva faktorer Negativa faktorer Interna faktorer -Ingen demontering behövs Externa faktorer -Stör inte tamboskap -Öppnar sig inte förrän hastigheten är tillräcklig -Känslig mot smuts och annat som kan störa mekaniken -Kan fastna -Kan öppna sig halvvägs -Fastnar så att användare tror att den är öppen fast den inte är det. Figur 28 SWOT-analys alternativ 2 lock öppnas med luftflöde. Positiva faktorer Negativa faktorer Interna faktorer -Enkel att montera locket -Sluter tätt -Kan inte monteras fel - Kan få smuts i spåret som ger nötning på greppet -Skyddar inte baktill Externa faktorer -Billig att producera -Enkel lösning -Användare tappar bort locket Figur 29 SWOT-analys alternativ 3. Bilaga 5 - Aerodynamik vindtunnel framifrån Bilaga 6 - Doppler effektbeskrivning När åskan rör sig från dig hör det en lägre frekvens då våglängderna är längre. När åskan rör sig mot dig hör det en högre frekvens då våglängderna är kortare Figur 30 Förändring av frekvens beroende på om källan rör sig från eller mot objektet Bilaga 7 - Gränssnittstest i vindtunnel Figur 31, from Theoretical and experimental boundary–layer studies of car bodies Volume 5, Number 5/1984 E.H. Hirschel1, N. Bretthauer2, H. Rohe3, sid 575. Bilaga 8 - Vindflöde från sidan Bilaga 9 - Ljudets beroende av temperatur och vind Högt T Källa Lågt T Figur 32 Ljudvågens rörelse genom atmosfär med variation av temperaturen Luftströmmar Källa Figur 33 Ljudvågens rörelse genom atmosfären i motvind Bilaga 10 Datablad på självhäftande tejp TESA ® 4965 Bilaga 11 Termoplaster. (Tolinski M. , 2012) Användningsområden Termoplaster + - Polylaktid (PLA) Syntetisk plast Kräver stora odlingsy- Plastpåsar tor Tillhör polyesterfa- Odlas genom majsmiljen stärkelse eller sockerrör Goda mekaniska och fysikaliska egen- Naturligt nedbrytbar skaper God draghållfasthet och töjning Kan brytas ned i naturen under gynnsamma förhållanden med varierad nedbrytningstid. Kan inte blandas med vanliga konventionella plaster vid återvinning då den försämrar kvalitén Användningsområden Termoplaster + Polyetentereftalat (PET) Lätt att återvinna Tillverkas av en högspecificerad kristalliserbar termoplastpolymer. Snabbt formbara värmeresistivitet högprecisionskomponenter högkvalitativa kommersiella produkter Stort användningsområde (-40° till +65°). - Kräver mycket vatten Sanitetsartiklar vid återvinning (badkar, duschkabiUtmärkt slagtålighet ner), och styvhet. Kan inte återvinnas till dess ursprungliga Detaljhandeln, Mycket snabb formform cykeltid och goda Fordon (även husdjupdragningsegenvagnar), skaper med jämn telefonkiosker, busväggtjocklek. skurer m.m. Mycket god resistens Livsmedels-och memot kemikalier, lösdicinska applikatningar, rengöringsioner medel, oljor och fetGammastrålningster etc. sterilisation. Hög resistens mot spänningssprickbildning och crazing. Mångsidiga tekniska prestanda Återvinningsbar. Termoplaster + - En billig och lätt- Vid PVC-tillverkning framställd polymer. tillsätts dessutom ofta andra miljöfarliga ämGoda mekaniska Hög korrosionsbenen, som t.ex. flamegenskaper och ständighet. skyddsmedel, stabilielektriska egenIcke brännbart. satorer och mjukgöskaper. Förkolnar utan låga. rare. PVC är beständigt Låg temperaturer gör mot oljor och fetter. Åldringsbeständigt. materialet känsligt för PVC bör i första Resistent mot de slag. hand användas i sy- flesta korrosiva oorVid förbränning av stem över +10°C till ganiska gaser och lösPVC bildas saltsyra ningar. +50°C samt klorerade kolväUnder vissa förut- Passar till självbä- ten. Gasen som bildas konstrukt- vi PVC är mycket sättningar kan rande ioner. materialet användas skadlig för både hälsa vid lägre temperatur Återvinning - PVC och miljö. (+0°C) och högre kan återvinnas flera Dock är vinylklorid temperatur (till gånger med bibemonomerer ansedd +60°C). hållna produktegen- som mycket giftigt skaper. och cancerframkalPolyvinylklorid (PVC) lande. Användningsområden Byggsektorn, Rör, kablar, golv, profiler, fönsterkarmar, runt elkablar och andra byggprodukter. Sjukvården Blodpåsar och dialysslangar Sport- och fritidsverksamhet Termoplaster + - Den är billig att till- Aggressiva ämnen för verka. PP är aromater, haloEnkel struktur som geniserade hydrokarger den en mycket Låg densitet boner och starkt oxianvändbar variatMycket god kemisk derande syror. ion. beständighet, särskilt UV-strålning bryter mot fetter och organed polypropen om niska lösningsmedel. den inte är stabiliseFormbeständighets- rad, temperaturen är hög En omodifierad PP vid små belastningar. tål inte låga temperaPropen har hög drag- turer. hållfasthet och utPlasten är svår att märkta elektriska limma. egenskaper som bibehålls även i vatten. Återvinns sällan då den är väldigt blanBrukar mycket sällan dad med fyllnadsmeinnehålla några gifdel eller pigmenteter. ring. PVC är också relativt mjuka och flexibla. Polypropen (PP) De är oftast återvinningsbara. Användningsområden Emballage flaskor, behållare, medicin- och kosmetikaförpackningar. Annat El isolatorer, textilier, köksmaskiner, rep, chassier, fläktar, bilgrillar, bärare till instrumentpaneler, stansoch filterplattor samt till detaljer inom den kemisktekniska industrin. Termoplaster + Polyeten (PE) Den kräver minst energi att producera Användningsområden Glidlister, lager, De mekaniska egenpumphus, medskaperna är starkt bringare, hinkar temperaturberoende. och kärl, flaskor, kaLängdutvidgningsko- belisolering, rör, efficienten och form- förpackningsfilm krympningen är hög. och bensintankar. - Genom att repetera enheter och sedan Det är beständigt polymerisera skapas mot syror och lut PE. samt svaga lösningsmedel. De elektriska egenskaperna för PE är Materialet är köld- Polyeten tål inte UVgoda, liksom slagseg- tåligt och okänsligt strålning, såvida den heten. för fukt. inte är svartfärgad. Polyeten kan använ- Oxiderande syror och das i kontakt med halogener angriper livsmedel. plasten. Har börjat produceras med hjälp av råmaterial från sockerrör och är kemiskt identisk med den fossila PE. Materialet är svårt att limma och förse med text utan föregående ytbehandling. PE producerat av sockerrör sker till ett De flesta PE polyme- högre pris. rer är återvinningsÅtervinning på grund bara av den process som krävs är oftast för svårt rent ekonomisk att lösa. Termoplaster + Polystyren (PS) Materialet är hårt Polystyrenens utomoch styvt, samt husbeständighet är mindre bra, då den är Lätt att varmforma. känslig både mot kyla Vattenabsorptionen och solljus. är låg. Plasten har begränsad Styren har även goda slagtålighet elektriska isolationsLåg mjukningstempeegenskaper. ratur Polystyren är likt PP och har en struktur av två karbonatomer, där en sidoenhet med beståndsdel av väte fäst. Strukturen göra PS glasartad, klar med låg hållfasthet vilket gör att den bara kan användas till sådant som inte har krav på just dessa egenskaper. - Låg resistens mot oljor och lösningsmedel. Tyvärr är PS inte särskilt bra att brytas ned biologiskt och är därmed inte bra för miljön. Väldigt lite PS återvinns idag trots att bättre metoder har tagits fram. Användningsområden Konsumentprodukter Engångsartiklar, förpackningar, leksaker, möbler, mulltoaletter, kylskåp, duschväggar, ljusraster och inomhusskyltar. Termoplaster + Dock är dess låga temperaturer vid Sampolymer av produktion betydligt kombinationen mobättre än andra polynomererna akrylnimerer. tril, butadien och styren. Mycket resistent mot syror, alkaliska lösAkrylnitril ger hållningar, alkohol, fett, fasthet och stelhet oljor, saltlösningar medan butadien ger samt mättade kolvägummiliknande ten. lågtemperatur och seghetsegenskapLåg vikt erna och hårdheten God hållfasthet av styren. Formbeständighet ABS - Användningsområden Detta kräver en hel del kombinationer som inte är förenligt med miljövänliga polymerer. Oftast är ABS polymeren ihopsatt med olika komponenter såsom el eller i datorer och kan därmed inte separeras eller Däremot är den känsåtervinnas. lig mot UV-ljus på grund av butadien Hushållsredskap, men kan undvikas kåpor för kontorsom den lackas eller maskiner, telefoner, blandas med kimrök. dammsugare, datorer och instrumentpaneler. Låg produktionskostnad Termoplaster Polykarbonat (PC) skapas genom reaktion mellan karbonylklorid (COCL2) och Bisfenol-A (BPA) vilket skapar huvuddelen av grundenhet. + Okrossbar plast, hållbart Självslocknande plast BPA kan skada barn eftersom det liknar vårat eget hormon och därmed påverka det endokrina systemet vilket gjort att ett förbud för innehåll av BPA i produkter som säljs till barn. (Eriksson, 2010). Senast har man sett att Men det kan även störa människors fortplantningssystem och påverka i alla åldrar. (Bisfenol A, 2015). Inte särskilt ofta återvunnen och anses vara sämst gällande återvinning Användningsområden Butiksfönster och dörrfönster som ska vara stöt-, sparkoch slagtåliga samt visir, maskinskydd. Vanligtvis används PC till annat än matrelaterade produkter såsom CD och DVD Bilaga 12 - Relativ miljöpåverkan Biodynamiska polymerer från nya processer som skapar bättre, billigare och/eller mer återvinningsbara råmaterial Standard PE och PP och andra såsom PLA och PHA Delvis biobaserade tekniska polymerer och traditionella nylon och polyester PC, ABS, PS Miljömässigt hållbar/socialt accepterat/ önskad volym att använda PVC Figur 34 (Tolinski M. , 2012) Plast och hållbarhet mot en fredlig samexistens mellan Biobaserade och fossilbränslebaserade plaster. “Omtryckt med tillåtelse ©Scrivener Publishing”. Bilaga 13 - Ritningar Viltvisslare, pipa och lock Figur 35 Ritning av Viltvisslaren Figur 36 Ritning av pipan Figur 37 Ritning av Lock
© Copyright 2024