This project aims to build an electric powered robot, that by utilizing infrared light, recognizes a device carried by the user. The robot built in this project utilizes swivel wheel similar to car wheels for steering over the more conventional differential steering/drive. The testing done in this project proved that this method of steering has difficulties with navigating in small spaces and completing tight turns at low speeds. The result also gives reason to believe that a fixed reference distance between the user and the robot might not be optimal for all instances. / Detta projekt går ut på att bygga en eldriven robot som genom att använda infraröda dioder, ser en enhet som utan svårighet bärs av användaren. Roboten som byggs i detta projekts primära användningsområde är att transportera varor. Roboten är konstruerad för att använda svägande hjul vilket påminner om bilstyrning, istället för en mer konventionell differentialstyrning. Testen som utfördes i detta projekt visade att denna styrmetod har svårigheter med att navigera i små utrymmen och vid tvära vändingar vid låga hastigheter. Resultatet av tester säger även att ett fast referensavstånd mellan användaren och roboten möjligtvis inte är optimalt vid vissa tillfällen.

The purpose of this project is to create a light weight robotic version of an ant that can withstand great forces, trying to come close to the ant’s lifting technique as much as possible. This idea was chosen with inspiration from nature, especially from the obscure forces of an ant. These insects are proven to be able to lift and carry heavy loads, up to a thousand times their body weight. Various lifting technologies are used by several facilities today and therefore there is a need for improvements in this field. By trying to come close to an ant’s appearance and mimic certain ant movements, a hexapod was designed over a period of four months. The tests made in this project were divided into three categories; stability, lifting and gripping ability. The best balance was achieved by placing the legs’ contact points on the ground as far away from each other as possible. In total the robot ant could lift about 1.02 times its own weight and bear 3.01 times its own weight on the thorax. / Målet med projektet är att konstruera en lågvikts robotmyra som kan uthärda stora krafter och härma myrors rörelse vid lyft så mycket som möjligt. Projektidén valdes med inspiration från naturen, speciellt från de otroliga krafter hos en myra. Myror har bevisats kunna lyfta och bära tunga laster eller mer exakt tusen gånger sin egen vikt. Olika lyfttekniker används av flera faciliteter idag och därmed finns det behov av förbättringar i detta område. Genom att efterlikna en myras utseende och härma dess rörelser designades en sexfoting under en period på fyra månader. Testerna delades in i tre olika kategorier; stabilitet, lyft- och greppförmåga. Den bästa balansen uppnåddes då benens kontaktpunkter med marken placerades så långt ifrån varandra som möjligt. Totalt klarade robotmyran att lyfta 1.02 gånger sin egen vikt och bära 3.01 gånger egna vikten på ryggen.

Line following robots are a practical mechatronics solution in a world that is becoming more and more automated. With added gripping and lifting abilities, a very versatile robot can be created. The goal of this thesis was to create a prototype that could navigate a black line using infrared sensors whilst gripping and lifting a package. A working prototype was built and five different sensor placements were evaluated to assess which was optimal for linefollowing. The results showed that too close placement of the sensors led to a less stable system while more distance between the sensors made a faster and more accurate system. / Linjeföljarrobotar är en praktisk mekatroniklösning i en värld som blir allt mer automatiserad. Med grepp- och lyftförmågor kan en väldigt anpassningsbar robot skapas. Målet med detta arbete var att skapa en prototyp som kunde navigera en svart linje med hjälp av infraröda sensorer medan den greppade och lyfte ett paket. En fungerande prototyp byggdes och fem olika sensorplaceringar utvärderades för att bedöma vilken som var optimal för att följa en linje. Resultatet visade att för nära placering av sensorerna skapade instabilitet. Ett större avstånd mellan sensorerna var att föredra då detta gav ett snabbare och stabilare system.

The purpose of this report was to evaluate the feasibility of an autonomous drink dispenser where it can complement the waitstaff in their many duties. The prototype can accurately dispense a wide variety of drinks without the intervention of a human operator. The focus of the project was to pour a wide variety of drinks as accurately as possible. This can be achieved without the need for trained staff through automation. Many different components were required in order to make the prototype as consistent and safe as possible. It was discovered that so many components negatively affected the end result. The final prototype can dispense liquids from six different sources. Numerous different tests were done with the maximum deviation from the expected volume being 7.7%. This was a vast improvement on the standard deviation in alcohol content in drinks, which is 42%. The prototype can dispense up to 116 drinks per hour. / Syftet med denna rapport var att utvärdera genomförbarheten av en autonom dryckesautomat där den kunde komplettera servitören i sina många uppgifter. Prototypen kan med hög noggrannhet hälla upp en stor variation av drycker utan behovet av en mänsklig operatör.  Projektets fokus var att kunna hälla ett stort antal drycker med så hög precision som möjligt. Genom automatisering kan detta uppnås utan behov av utbildad personal. Många olika slags komponenter krävdes för att göra prototypen så konsekvent och säker som möjligt. Det visade sig att denna variation skapade problem och hade en negativ effekt på det önskade slutresultatet. Den slutliga prototypen kan hälla upp vätskor från sex olika källor. Många tester gjordes med en maximal avvikelse från den förväntade volymen på 7.7%. Detta var en stor förbättring på standardavvikelsen i alkoholhaltiga drycker, vilket är 42%. Prototypen kan hälla upp till 116 drycker per timme.

Autonomous mobile robots are on the rise and are to be expected on the market in about 5-10 years. Several challenges need to be solved for this to happen, and the most crucial ones are to develop versatile and safe robots. The Get a Grip robot is a dynamic force adjustment gripper using inputs from two different sensory systems. The construction of the robot consists of two parallel gripper plates moved by a rack and pinion gear attached to a direct current (DC) motor. Embedded into one of the plates is a Force Sensitive Resistor (FSR) for input of the gripper’s exerted force. Mounted to the other plate is a self constructed Slip sensor used for measuring the occurrence of slip and slip rate. A surrounding crane for mounting of the gripper and lifting was also constructed. The idea of this bachelor’s thesis project is to enable lifting of objects with unknown weight without the gripper exerting more force than necessary. This is something that will be useful in both industrial applications and in household robots in the future. In order to realize the concept two different methods for calculating the gripper’s applied force were tested, one using motor current and the other using a FSR sensor. Through testing it was concluded that the FSR sensor was the method giving better accuracy and consistency. Proportional–Integral–Derivative (PID) controllers were then tested for both setting force references for the gripper using the Slip sensor as input, and controlling the exerted force in the gripper using the FSR as input. The results led to two PID controllers thought to be sufficient as starting points for further testing of the complete system. / Mobila autonoma robotar förväntas vara på marknaden inom de närmaste 5-10 åren. För att det här ska ske är det många utmaningar som behöver lösas och de mest kritiska är att utveckla mångsidiga och säkra robotar. Get a Grip-roboten är en dynamisk kraftanpassande robotklo som tar insignaler från två olika sensorsystem. Konstruktionen består av två parallella plattor som förflyttas av kuggstänger och kugghjul drivna av en DC motor. Inbyggt i en av kloplattorna finns en tryckkänslig kraftsensor (FSR) monterad för att registrera kraften som klon genererar. På den andra kloplattan sitter en egenkonstruerad glidsensor som registrerar om glidning sker och själva glidhastighet. En kran för att montera klon och lyfta den konstruerades även. Idén bakom detta kandidatexamens projektet är att klon ska kunna lyfta ett objekt med okänd vikt utan att använda mer kraft än nödvändigt. Det är något som kommer vara användbart både vid industriella tillämpningar och hos husållsrobotar i framtiden. För att realisera konceptet testades två olika metoder för att estimera kraften klon genererar, den första genom motorströmmen och den andra genom en FSR sensor. Tester genomfördes för båda metoderna och slutsatsen blev att FSR sensorn gav bäst noggrannhet och var mest konsekvent. PID-regulatorn, för bestämning av kraftreferens, med insignal från glidsensorn och PID-regulatorn, för genererad klokraft, med insignal från FSR:n testades separat. Resultatet blev två PID-regulatorer som ansågs tillräckliga för fortsätta tester med båda regulatorerna tillsammans.

This bachelor thesis project in mechatronics involved making a working prototype of an automatic wire cutter and evaluating its accuracy. The accuracy of the machine was increased by analysing measurements of the machine’s initial precision and thereafter performing a calibration to diminish the eect of unwanted errors. Before calibration the machine’s accuracy was ± 0.73 cm and after calibration it was calculated to be ± 0.06 cm in its intended operating range of 5-20 cm. The main limitations of the machine’s accuracy were determined to be slippage in the feeding mechanism, the mathematical model that was used, the step resolution of the stepper motors, the oset between the blades in the cutting mechanism as well as the wires bending when being fed. / I detta kandidatexamnesarbete inom mekatronik designades och tillverkades en fungerande prototyp av en automatisk kabelklippare, och dess noggrannhet undersöktes sedan. Maskinens noggrannhet förbättrades genom att först undersöka maskinens ursprungliga noggrannhet och därefter kalibrerades maskinen för att minska effekten av oönskade fel. Före kalibrering var maskinens noggrannhet ± 0,73 cm och efteråt räknades den ut att vara ± 0,06 cm i dess tilltänkta driftintervall på 5-20 cm. De huvudsakliga begränsningarna för maskinens noggrannhet visade sig vara glidning i matningsmekanismen, den matematiska modellen, stegmotorns stegupplösning, avståndet mellan bladen i klippmekanismen samt att kablarna böjer sig under frammatning.

This thesis attempts to answer how a “braille-only” calculator can be constructed and what needs consideration. An attempt to create such a device has been made. The underlying purpose is the poor selection of braille devices readily available in the market. Braille literacy is very low and the development of easy to use devices that utilize braille actively might encourage the learning of the language. A new design for a braille display, which is the display of the calculator, is proposed and a prototype has been built to test it. The first prototype is promising, albeit impractical and quite large. It functions as a calculator but it requires manual calibration upon startup to set the braille wheels to their starting positions. / Rapporten försöker svara på hur en miniräknare som enbart använder blindskrift can byggas och vad som bör tänkas på. Ett försök till att konstruera en sådan apparat har gjorts. Den bakomliggande anledningen till detta är det tunna utbudet av blindskrifts-apparater på marknaden. Läskunnigheten av blindskrift är väldigt låg och utvecklandet av apparater som aktivt använder blindskrift kan uppmuntra lärandet av språket. En ny design till en braille skärm, som blir skärmen till miniräknaren, föreslås och en prototyp har konstruerats för att testas. Den första prototypen är lovande, även om den är ganska opraktisk och stor. Den fungerar som en miniräknare men kräver manuell kalibrering vid uppstart för att nollställa läget hos braille-hjulen.

The production industry is getting more and more automated and that implies higher energy consumption. With the increasing awareness of the earth limited resources and the increasing energy prices, energy conservation grows in relevance, both due to cost reduction and environmental benefits. One way to conserve energy is to optimize the energy usage within the business and reduce the losses. Regenerative braking is already in use today for this purpose in vehicles. The aim of this thesis is to investigate how regenerative braking can be fitted into the production industry and what adaptations need to be made. This thesis is based on an earlier study that has set up a mathematical model for energy regeneration in mechatronic systems and the goal of this thesis is to build a test rig and verify the correctness of these models. One suggested improvement to the automotive systems are the introduction of super capacitors as a secondary energy source because they can charge more rapidly compared to batteries which is required during the expected fast accelerations. In the performed tests an efficiency improvement of 10 % was shown. The earlier study however suggests an efficiency rate of 60% but those models do not include frictional nor electrical losses. The results are complemented by a discussion were a number of changes to the design is proposed. A different motor control system would significantly enhance the rig and a result more like the expected can be achieved. / Det ökade antalet elektromekaniska maskiner i industriella tillämpningar medför en ökad energianvändning. Då våra begränsade resurser mer och mer belyses i media och med stigande energipriser ökar intresset hos företagen för att minska sin energianvändning, dels för att reducera sina kostnader och dels för att minska den miljöbelastning slutprodukten medför. Ett sätt att göra detta är att minska energiförlusterna inom sin produktion. Regenerativ bromsning är en teknik som används i fordon idag och kan användas för detta syfte. Detta arbete ska undersöka hur sådan teknik kan användas i tillverkningsindustrin och vilka förändringar som måste göras. Ett tidigare arbete har satt upp teoretiska modeller för detta och det här arbetet syftar till att bygga en tesrigg för att praktiskt undersöka modellernas korrekthet. En förbättring mot det system som används i dagens bilar är att införa superkondensatorer som parallell energikälla då dessa är snabbare på att lagra energi än ett batteri och därför passar bättre för de snabba accelerationer och retardationer som förekommer i industriprocesser. De genomförda testerna påverkades negativt av vissa begränsningar i hårdvaran men resultatet visar ändå att regenereringen kan återföra 10 % av energin till kondensatorerna, det motsvarar däremot inte den mängden som de tidigare uppsatta modellerna förutspådde. Orsakerna är olika förluster i systemet som inte modellerna tar hänsyn till. De viktigaste förlustfaktorerna beror på friktion och styrningen av elektroniken. Med en annan typ av motorstyrning kan förlusterna minskas och ett resultat mer likt det förväntade uppnås.

<p>Precision livestock farming (PLF) has emerged as a solution to address global challenges related to food scarcity, increasing demand for animal products, slim profit margins in livestock production, and growing societal concerns regarding farm animal welfare. By offering individualized care for animals, PLF aims to provide labor savings, enhanced monitoring, and improved control capabilities within complex farming systems, enabled by digital technologies. The adoption of an individual-centric approach to farming through PLF is anticipated to enhance farm productivity and ensure ethical treatment of animals while mitigating concerns associated with labor shortages in modern intensive farming operations. Real-time continuous monitoring of each animal enables precise and accurate health and well-being management. However, to achieve these benefits, large-scale animal farms require commercially viable technological solutions for individualized care and welfare. Cyber-physical systems (CPSs) offer precise monitoring and control and present a promising avenue for PLF but pose significant implementation challenges.</p> <p>  In this work, a generalizable CPS architecture was formalized with active robotic nodes that can realize adaptive continuous real-time animal health monitoring to maximize productivity, animal welfare, and sustainability. Taking the example of dairy farming, a resource- and criticality-aware CPS was developed that enables real-time resource-aware sensing, adaptive control, and agile networking with an emphasis on handling emergencies autonomously. Using a decentralized approach, each node was made capable of optimizing its operation to be resource conscious, while also being able to identify emergency conditions in real-time. In this novel design, we accommodate the social dynamics of the herd and effectively address the various types of emergencies possible in PLF. Moreover, the communication was customized for the unique needs of animal agriculture, wherein it reduced latency and power consumption while ensuring collision-free two-way synchronization with adaptive range extension for emergency conditions. Further, since the CPS was centered around animals, a special robust security layer was also developed and implemented to protect the active embodied nodes against known and unknown malicious attacks. The proposed CPS reference architecture provides a foundation for implementing individualized care and welfare, ultimately improving the efficiency and sustainability of livestock operations.</p>

Modern research in prosthetic devices and other assistive technologies are constantly pushing boundaries. While the technology is impressive, it is still inaccessible for the greater part of the people in need of it. Advanced devices are often extremely expensive and require regularly maintenance from professionals. Enabling the Future is a global network of volunteers and was founded to face these problems. They design and 3D-print mechanical prosthetics for people in need all over the world. Most of the designs used by Enabling the Future are purely mechanical and do not implement motors. The purpose of this thesis was to take a new approach to the design and construction of low-cost motorized prosthetic hands. By distancing all the electronic components from the hand, including the motor, the project aimed to create a device compatible with all current designs of the Enabling the Future community. To conceptualize this approach a demonstrator was constructed and tested. It utilized a muscle sensor which allowed users to control the hand by tightening their muscles. The distance between the electronic components and the prosthetic hand measured approximately one and a half meters and still transfered enough force, from the motor to the hand, to deliver an adequate grip strength. / Modern forskning inom protestillverkning och andra handikapphjälpmedel gör kontinuerligt stora framsteg. Trots att tekniken är imponerade är den fortfarande otillgänglig för den största del människor som behöver den. Avancerade hjälpmedel är ofta extremt dyra och kräver kontinuerligt underhåll från yrkesverksamma. Enabling the Future, ett globalt nätverk av volontärer, grundades för att utmana dessa problem. De konstruerar och tillverkar 3D-skrivna mekaniska proteser för människor med behov över hela världen. De flesta konstruktioner som används av Enabling the Future är helt mekaniska och använder inga motorer. Syftet med detta kandidatexamensarbete var att med nya tillvägagångssätt konstruera en billig motoriserad handprotes. Genom att placera all elektronik på en distans från handen, inklusive motorn själv, var tanken att skapa ett system som är kompatibelt med de konstruktioner som Enabling the Future använder. För att förverkliga detta konstruerades en prototyp som testats. Prototypen använde sig av en muskelsensor som lät användaren kontrollera proteshanden genom att spänna sin arm. Distansen mellan de elektriska komponenterna och protesen var ungefär en och en halv meter, samtidigt som tillräckligt stor kraft kunde transporteras för att stänga handen med ett tillräckligt grepp.