Humans use their hands on a daily basis, and they are a fundamental part of our lives both in terms of our work and our everyday activities. One of the key things that our hands allow us to do is grab onto objects. Unfortunately however, sometimes this ability to grab onto things becomes weakened, for example due to old age or diseases such as arthritis. This project was aimed to see if mechatronic engineering could be implemented to remedy this problem, while maintaining good accessibility and design. The resulting solution was a glove with pressure sensors and an integrated pulley system, which would provide a pulling force on the fingers and allow the user to get a reinforced grip on objects. A key factor in this design was to provide adequate function, without compromising form, i.e making the glove easy to wear and not clunky. The resulting glove provided substantial support to the test subjects grip strength, and presented a valid way to counteract their weekend state. However, the form was still considered too clunky and not efficient enough to warrant daily use. For future work, alternative pulley systems might be a valid option to slim down the glove and make it more accessible. Collaborating with people from the mechatronics industry, specifically those geared towards human augmentation, may also be beneficial to those with lacking experience or connections in the subject area. Conducting research specifically about what is considered “easy to use” may also be necessary to further solidify any changes in design. / Människor använder sina händer vardagligen, och de är en fundamental del av våra liv vad gäller både vardagssysslor och arbete. En av de viktigaste funktionerna våra händer utgör är att de tillåter oss att greppa tag i saker. Tyvärr händer det dock att denna förmåga försvagas exempelvis på grund av ålder eller sjukdomar såsom artros. Detta projekt var ämnat att se om en mekatronisk lösning kunde användas för att åtgärda detta problem, utan att göra uppoffringar vad gäller enkel design och tydlig form. Resultatet var en handske med trycksensorer och en integrerad motor som erbjöd en dragande kraft i fingrarna och ett förstärkt grepp. Den resulterande handsken erbjöd tillfredsställande support till testpersonerna greppstyrka och visade sig vara en rimlig lösning på de problem som individens artros ställt till med. Dessvärre ansågs formen fortfarande lite för otymplig och svårhanterad för att tillfredsställa önskemålen i den aspekten. För fortsatt arbete kan en annorlunda integration av motorn vara ett rimligt alternativ för att slimma ner handsken. Samarbete med företag inom robotik och mänskliga proteser kan också vara gynnsamt, speciellt för de med liten erfarenhet eller med fåtal kontakter inom testområdet. Tydligare efterforskning på vad som är “enkelt att använda” kan också leda designen i en bättre riktning.

The usage of unmanned aerial vehicles in applications such as terrain mapping and surveillance is proliferating in the modern world. This project aims to investigate the feasibility, in terms of payload capacity and stability, of small scale winged aircraft that have the ability to lift and land vertically, while also being able to transition to normal forward flight using wings for primary lift. The prototype aircraft was built with the limitation of using only one lift-producing motor that would be responsible for both vertical take-off and landing, and the horizontal propulsion in forward flight. The prototype was built primarily using 3D-printed plastic with an electric ducted fan as the method of propulsion. Internal ducting was used to redirect airflow downwards, from the only propulsion source to achieve vertical lift at a standstill. The final iteration of the aircraft successfully performed multiple hovers over 30 seconds long but did not have wings to test a transition to forward flight. Lifting capacity was low but the concept proposed in this thesis holds promise for further development and optimization. / Användningen av obemannade luftfarkoster för tillämpningar såsom terrängkartläggning och övervakning ökar i den moderna världen. Detta projekt syftar till att undersöka lämpligheten, i termer av lastkapacitet och stabilitet, för småskaliga vingade luftfarkoster som har förmågan att lyfta och landa vertikalt, samtidigt som de kan övergå till normal framåtflygning med vingar för primär lyftkraft. Prototypen av luftfarkosten byggdes med begränsningen att endast en lyftproducerande motor skulle användas, som skulle vara ansvarig för både vertikal lyftning och horisontell framdrivning vid framåtflygning. Prototypen byggdes främst med 3D-utskrivna plastkomponenter med en elektrisk innesluten fläkt som källa för dragkraft. Interna luftkanaler användes för att omdirigera luftflödet nedåt, från den enda lyftproducerande motorn, för att uppnå vertikal lyftkraft vid ett stillastående. Den slutliga versionen av luftfarkosten utförde flera svävningar i över 30 sekunder, men farkosten hade inga vingar för att testa övergången till framåtflygning. Lastkapaciteten var låg, men konceptet som föreslogs i denna avhandling är lovande för vidare utveckling och optimering.

This report aims to evaluate a wirelessly controlled robotic arm mounted on a 3-wheel platform that would act as a stabilized camera gimbal. The evaluation is focused on doing experiments to determine the accuracy and repeatability of the robotic arm and to examine if the arm can self-stabilize. Evaluation of the robot was done by 3D-printing a prototype and running experiments using a laser module attached to the robotic arm and measuring the error between the actual obtained points and the target points. The experiments were done on three iterations of the prototype where small changes have been done to the software and hardware components which in the last iteration gave an accuracy of 0,21mm and repeatability of 3,508mm. Stabilization was also achieved with a range of +/- 60 degrees in 3 orientations, roll, pitch and yaw. / Denna rapport utvärderar en fjärrstyrd robot-arm som är monterad på en 3-hjuligplattform som ska fungera som en stabiliserad kamera gimbal. Utvärderingen är utformat på att göra experiment för att bestämma noggrannheten och repeterbarheten av robotarmen och undersöka om robotarmen kan självstabilisera sig. En prototyp har skapats med hjälp av en 3D-skrivare och experiment gjordes genom att montera en laser på robotarmen, där mätningar har gjorts mellan målpunkterna och de erhållna punkterna. Efter 3 iterationer där vissa ändringar har gjorts till hårdvaran och mjukvaran, har en noggrannhet på 0,21mm, och repeterbarhet på 3,508mm åstadkommit. Stabiliseringen har också uppnåtts inom ett intervall av +/- 60 grader i 3 vinkel riktningarna.

This projects purpose was to build an underwater remote operated vehicle with software controlled self-stabilisation for evaluation of the response time, propulsion and steering to see what could be achieved. A prototype was constructed and tested in dry conditions at first. The prototype features an Arduino and a Raspberry Pi as control units, controlling six thrusters. With the help of a controller the user can manoeuvre the vehicle and when exposed to unexpected forces sensors detect this allowing the software to counteract it. Due to risk of massive electrical failure as a result of failed waterproofing tests underwater were postponed until the end. Unfortunately this made full optimisation of the software difficult. The results in a dry enviroment were positive, the system was able to fully perform the desired outputs at the thrusters, the PID controller kicked in when it detected a disturbance in its position. Testing the propulsion system in the water gave positive results as well, the propeller held and the motor kept working while submerged. The response time performed adequately at an average of 50ms. / Detta projektets syfte var att bygga en fjärrstyrd undervattensdrönare med mjukvarustyrd själstabilisering för utvärdering av responstid, framdrivningen, och styrningen för att se vad som går att uppnå. En prototyp byggdes och testades först i torra förhållanden. Prototypen har kontrolleras med en Arduino och en Raspberry Pi, som styr sex drivmotorer. Genom en kontroller kan användare styra farkosten och om den utsätts för oväntade krafter kan mjukvaran motverka dom. På grund av risken för massivt elhaveri om vattentätningen inte är tillräcklig sköts tester i vatten upp. Tyvärr gjorde detta att fullständig optimering av mjukvaran blev svår. Resultaten i torr miljö var positiv, systemet utförde sin önskade funktion vid motorerna, och PID kontrollern försökte ställa om positionen till rätta när den märkte av en felaktig position. Propulsion systemet testades i vatten och gav positiva resultat också, propellern höll och motorn fortsatte fungera fastän sänkt i vatten. Responstiden gav ett adekvat utfall på ungefär 50 ms.

Many industries have been transformed to better perform in today’s digital age. In this project a solution for digitalizing printed sheet music as well as automating piano playing is researched, developed and built. The project was divided into three sub-systems, the first focusing on the digitalizing of sheet music, the second on identifying and classifying the notes and the third on playing the piano. These were later combined to form a demonstrator called Mozart2000, or M2k. The result was a robot which could determine the note pitch of an arbitrary note, or note combination, written in common music notation, and furthermore play these on the piano. The algorithm is based of off finding coordinates for stafflines and notes using image processing. Programming was done in Python with some functions extracted from the library OpenCV (Open Source Computer Vision). The piano playing mechanism uses solenoids and lever arms, controlled by electrical signals from a Raspberry Pi. Due to scope in budget and time some restrictions were made. The note range for the robot was limited to one octave, meaning 8 piano keys. Moreover, other musical information such as rhythmical and coloring were overlooked and set to a predetermined value. For the digitalizing part, a camera was used, taking a snapshot of one musical bar. The final solution however can be expanded to include additional keys and music segments by replicating the existing mechanism. / I detta projekt söks en lösning för digitalisering av tryckt notskrift, mot bakgrund av en ökande efterfrågan på digitala lösningar. Parallellt undersöks möjligheterna till att automatisera pianospel. För att underlätta arbetet delades projektet in i tre delsystem; det första fokuserade på digitalisering av notpapper, det andra på att hitta och identifiera noter, och det tredje på pianospelet. Delsystemen kunde därefter integreras och resulterade då i Mozart2000, M2k. Den slutgiltiga lösningen är en robot som kan bestämma tonhöjden från ett notpapper och spela dessa på ett piano. Den framtagna algoritmen bygger på att hitta koordinater för notlinjer och noter, jämföra dessa sinsemellan och tilldela dessa utgångar på en Raspberry Pi. Från dessa skickas elektriska signaler till en krets bestående av bland annat transistorer och frihjulsdioder, som i sin tur är kopplade till solenoider. Dessa solenoider kopplade till egentillverkade fingrar kommer sedan att slå an tangenterna på pianot. Eftersom projektet var begränsat i tid och budget gjordes ett antal förenklingar. Till exempel skulle Mozart2000 hålla sig till en oktav, det vill säga åtta toner. Vidare skulle rytmen vara en konstant och endast en takt skulle analyseras och spelas åt gången. Det bedöms dock möjligt att duplicera systemet för att täcka ett större notomfång och/eller fler takter.

The purpose of this project was to develop an automatic irrigation system for plants. It is beneficial to have plants indoors. In addition to their air-purifying qualities, they have been proven to increase the productivity of employees at workplaces, as well as decrease the amount of sick leave. Three research question were investigated: how much energy the system requires and if it is possible to replace the energy source with an alternative energy source, how well the system stabilises and how a wireless regulation can be implemented. The final design consisted of a mictrocontroller which controlled the system, a water pump, a moisture level sensor and a plant on which everything was tested. The system was left during a four week period to see how well it managed. The project resulted in a system that managed to keep the plant alive. The energy demand of the system could be covered by solar cells instead of batteries. / Syftet med detta projekt var att utveckla ett automatiskt bevattningssystem för växter. Det är fördelaktigt att ha växter inomhus. Bland annat har det bevisats att växter i kontorslandskap ökar produktiviteten hos de personer som arbetar där, samt att antalet uttagna sjukdagar minskar. Fortsättningsvis var det tre stycken forskningsfrågor som undersöktes, hur mycket energi kräver systemet och är det möjligt att ersätta energikällan med en alternativ energikälla, hur väl stabiliserar sig systemet samt hur kan en trådlös reglering implementeras.  Den slutliga designen bestod av en mikrokontroller som styrde systemet, en vattenpump, en fuktighetssensor och en planta på vilken testerna utfördes. Systemet lämnades i fyra veckor för att se hur väl det klarade sin uppgift. Resultatet blev att växten överlevde vilket innebär att systemet fungerade. Möjligheten att byta ut batterierna mor solceller studerades och slutsatsen är att detta byte är möjligt.

The aim for this thesis is to explore the possibility to save both water and energy in showers. Through a quicker, more responsive and precise shower faucet using digital thermometers and stepper motors. A faucet has two input pipes with cold and hot water respectively. To reach a desired shower temperature; a single thermometer is needed, to measure the mixed water temperature. Using this information, two motors will control two valve until the desired temperature is reached. To maintain the desired temperature throughout the shower session, the temperature should be continuously monitored and when temperature disturbance occurs, the valves should compensate for it. To achieve this a demonstrator was made. The demonstrator uses stepper motors connected to valves to control the flow through a hot and cold water pipe. The system reads the temperature of the output water continuously and makes appropriate changes to the position of the valves. Due to safety concerns, no water was used in the testing of the demonstrator. The theoretical response time of the system is very short, and the demonstrator can theoretically change temperature of the mixed water by around 5°Celsius per second. / Syftet med denna rapport är att utforska möjligheterna att spara både vatten och energi till duschar, genom en snabbare, mer responsiv och mer exakt duschblandare. Detta ska uppnås genom användning av digitala termometrar och stegmotorer. Duschblandaren ska läsa temperaturerna av det blandade vattnet, och justera respektive kran tills önskad temperatur är uppnådd. För att bibehålla önskad temperatur kommer temperaturen kontinuerligt övervakas. När störningar i temperatur uppkommer ska duschblandaren kompensera för det, och därmed hallå en konstant temperatur. För att åstadkomma detta byggdes en demonstrationsenhet. Denna demonstrationsenhet använder stegmotorer kopplade till kranar för att kontrollera flödet genom ett varmt och ett kallt vattenrör. Systemet läser konstant temperaturen av det blandade vattnet och gör lämpliga ändringar av kranarnas positioner. På grund av säkerhetsrisk användes inget vatten vid testning av demonstrationsenheten. Den teoretiska responstiden av systemet är mycket kort, och demonstrationsenheten kan teoretiskt ändra temperatur av det blandade vattnet med en hastighet av ungefär 5°Celsius per sekund.

The scope of this project is to design, construct and build an automated camera rig with object recognition. The project explores if there are any advantages with an automated camera rig compared to a manual one, how an external camera module can be implemented to track an object and under what circumstances the camera module can register the objects for optimal performance. The construction is built to travel along a rail of two iron pipes. A camera is mounted on a small wagon that travels on top of the rail with the help of a DC-motor. On the wagon, an external camera module called Pixy2 detects a predetermined object that the user wants the main camera to detect and focus on. Using the feedback data from the Pixy2, two stepper motors run to rotate the main camera horizontally and vertically so that the object is placed in the middle of the frame while the wagon travels along the rail. / Syftet med detta projekt är att konstruera och bygga en automatiserad kamerarigg med objektigenkänning. Projektet undersöker om det finns några fördelar med en automatiserad kamerarigg gentemot en manuell, hur en extern kameramodul implementeras för att kamerariggen ska kunna följa ett objekt och under vilka förhållanden kameramodulen registrerar objekten bäst. Kamerariggen är byggd för att åka längsmed en räls som består av två järnrör. En filmkamera är monterad på en vagn som rullar ovanpå denna räls och drivs med hjälp av en DC-motor. Ovanpå vagnen ska en extern kameramodul vid namn Pixy2 upptäcka ett förbestämt objekt som användaren vill att filmkameran ska fokusera på. Med hjälp av återkoppling av datan som Pixy2 registrerar styrs två stycken stegmotorer som antingen roterar filmkameran horisontellt i x-led eller vertikalt i y-led tills objektet är placerat i mitten av Pixy2’s synfält. På detta sätt kommer konstruktionen att fokusera på objektet samtidigt som den rör sig i sidled på rälsen.

The purpose of this project was to create an active dampening suspension for a small prototype that was able to detect obstacles using infrared sensors. The suspension system consisted of servomotors that controlled the angle of a leg upon which a wheel was attached. The infrared distance sensor measured the height of obstacles and the necessary raising of the suspension was calculated on a microcomputer of type Arduino Uno. It was concluded that the constructed system of suspension and obstacle detection was inadequate. Most subsystems worked but not as a whole. / Syftet med detta projekt var att konstruera en aktiv stötdämpning för en mindre prototyp som skulle upptäcka hinder med hjälp av infraröda sensorer. Upphängningen bestod av servomotorer som styrde vinkeln på benen där hjulen var monterade. De infraröda sensorerna mätte höjden på hindren och hur mycket upphängningen skulle lyftas beräknades sedan med en mikrodator av typen Arduino Uno. Slutsatsen blev att det konstruerade system av upphängning och hinder-detektion var otillräckligt. De flesta delsystemen fungerade men inte helheten.

The purpose of this project was to investigate how efficient it is to implement steering of a solar panel, in one or two axes. To determine how efficient it is, special consideration was taken to the energy usage of the driving system. Practical applications have also been considered with pros and cons. To answer the research questions a prototype was built and a controlled environment for testing was arranged. Rotating the panel in one axis resulted in a 26% energy increase and for the two-axis system a 56% energy increase compared to stationary panel. The use of stepper motors turned out to be not as efficient as needed, due to continuous use of energy at all times during operation. / Syftet med detta projekt var att undersöka hur effektivt det är att implementera styrning av en solpanel i en eller två axlar. För att kunna avgöra nyttan så togs det hänsyn till drivsystemet och hur mycket energi det gick åt för styrningen. Även praktiska tillämpningar kontrollerades och vilka fördelar och nackdelar som skulle erhållas. För att svara på frågeställningarna, tillverkades en prototyp som testades i en kontrollerad miljö. Genom att rotera panelen runt en axel ökar energiupptaget 26 % och för det tvåaxliga systemet 56 % jämfört med en stationär panel. Användningen av stegmotorer visade sig inte vara speciellt effektiv då det krävdes kontinuerlig strömmatning för att erhålla det motormoment som krävdes för att hålla panelen på plats.