This report evaluates the option of using an equal slip controller, an effective rolling radius and rolling resistance force observer in a 4WD wheel loader. The vehicle studied is an under development- vehicle designed by Volvo CE. A wheel loader is an over actuated, articulated vehicle that is mainly used with low velocities in construction operations. The efficiency subject has been studied earlier by many manufacturers in order to analyze the environmental and economical losses and profits. This has provided research opportunities of optimizing efficiency of different kinds. Since the tire is the only part of a vehicle that is in contact with the ground, the characteristic of the tire effects the dynamics. The analysis shows that the efficiency of a tire is directly connected to the slip ratio which in turn is a component of the overall efficiency ratio. Studies show that the slip ratio should be controlled in such a way that the highest value of efficiency rate is obtained. This optimal value is dependent on all four wheel’s slip conditions. Therefore a strategy should be formulated in order to apply changes to all wheels and not only one. Further analysis shows that the maximum efficiency in a 4WD wheel loader is obtained when the vehicle runs in such a way that the slip ratio is equal for all wheels. I order to maintain same amount of slip for all wheels a control strategy is required. In the control strategy the current amount of slip of each wheel is determined. Further, the average value of slip ratio is calculated. Finally the equal amount of slip is achieved using corresponding optimal torque inputs for each individual wheel. Thus a stable, robust controller is required. The controller used to achieve this goal is a sliding mode controller that is popular among control engineers for its stability, robustness against uncertainties, speed and easy implementation. For an accurate control, states of the rolling resistance and the effective rolling radius need to be determined. The pressure acting on the tire will cause deformation on the tire itself. This leads to a dynamic radius of the tire. This deformation is highly dependent on vertical stress and the structure of tire. Further more velocity, inflation pressure, vertical load etc. also have effect on rolling resistance. Rolling resistance has a great impact on the fuel consumption of the vehicle and the driving characteristics. These estimated variations of effective radius and rolling resistance build a feedback system to the controller which in turn derives the system to the desired slip ratio. As it turns out, the slip efficiency is increased using an equal slip controller. However, it is highly dependent on the ratio of thrust between front and rear wheels. / Denna rapport utvärderar möjligheten att använda en olinjär regulator i syfte att sätta lika stor ’slip’ på fordonets alla fyra hjul. Vidare ska en olinjär observerare modelleras för att uppskatta den så kallad hjulets effektiva radie samt rollmoståndskraften som verkar på däcket. Det studerade fordonet är en hjullastare konstruerad av Volvo CE och som i nuläget är under utveckling. En hjullastare är ett overmanövrerat fordon som huvudsakligen används i låga hastigheter i bygg- och transportverksamheter. Effektivitet är ett ämne som har studerats tidigare av många tillverkare för att analysera miljörelaterade och ekonomiska förluster och vinster. Detta har gett forskarna möjligheten att studera effektivitet av olika slag. Eftersom däcket är den enda delen av ett fordon som kommer i kontakt med marken, påverkar dess karaktär fordonets dynamika beteende i helhet. Analysen visar att däckets effektivitet är direkt kopplad till slipförhållande som i sin tur är en del av det totala effektivitetsförhållandet. Studier visar att slipförhållandet bör kontrolleras på ett sådant sätt att det högsta värdet av effektivitet uppnås. Detta optimala värde är beroende av slipförhållanden hos alla fyra hjul och därför bör en strategi formuleras för att nå optimalt slipeffektivitet på alla hjul. Ytterligare analys visar att maximal slipeffektivitet i en 4WD hjullastare erhålls när fordonet går så att slipförhållandet är lika för alla hjul. I kontrollstrategin bestäms det nuvarande slipförhållandet för varje hjul. Av dessa beräknas medelvärdet som skall presentera referensvärdet av slipförhållandet. Slutligen upp-nås detta värde med motsvarande optimala momentinmatningar för varje enskilt hjul. Styralgoritmen som används för att uppnå detta mål är en Sliding mode regulator som är populär bland kontrollingenjörer för dess stabilitet, robusthet mot osäkerhet, snabbhet och enkel implementering. För en noggrann kontroll måste tillstånden av rullmotståndskraften och effektiv rull-radien observeras. De verkande krafterna på hjulet orsakar deformation på däcket som ger upphov till däckets dynamiska radie. Denna deformation är starkt beroende av vertikal spänning och däckets struktur. Vidare har hastighet, däckets lufttryck, vertikal belastning etc. också effekt på rullmotståndskraften. Rullmotstånd har stor inverkan på fordonets bränsleförbrukning och drivegenskaper. Dessa variationer av effektivradie och rullmotstånd bygger ett återkopplat system till regulatorn som i sin tur leder systemet till önskat slipförhållande. Som det visar sig, ökar slipeffektiviteten med hjälp av "equal slip" styralgoritm. Detta är emellertid mycket beroende av förhållandet av momentinmatningar mellan fram och bakhjulet.

Modelling and simulation of complex and multi-domain mechanical systems has become of major importance in the last few years to address energy and fuel consumption performance evaluation. The goal is to unify the available modelling languages aiming to improve scalability and easiness of handling complex multi-domain models. Modelica Modelling Language was born in 1997. It has three main features: object-oriented, equation based with non-causal design structure and multi-domain environment. This thesis aims to give an overview of using Modelica on Modelon Impact software to model and simulate a complete 3D wheel loader dynamic system. The project wants to show how the model has been developed focusing on each sub-system implementation. The 3D wheel loader model is designed following the top-down and bottom-up design approaches and focusing on the powertrain sub-system with the engine, transmission and driveline blocks. The combination of the two logics is used to smooth the modelling path and exploit all the benefits. For the simulation experiments, test rig models are implemented to verify the dynamics of individual sub-systems. The model is simulated giving a set of input signals and solving the dynamic equations using different numerical solvers and comparing the elapsed simulation time. The simulation results show that the Radau5ODE explicit solver achieves faster simulation with stable solution given by the variable step size parameter. However, more studies and specific background are needed to update the complexity of the model and compare it with the already existing one. / Modellering och simulering av komplexa mekaniska system med flera domäner har fått stor betydelse under de senaste åren för att utvärdera energi och bränsleförbrukning. Målet är att förena de tillgängliga modelleringsspråken för att förbättra skalbarheten och underlätta hanteringen av komplexa modeller med flera områden. Modelica-modelleringsspråket föddes 1997. Det har tre huvudfunktioner: objektorienterat, ekvationsbaserat med icke-kausal designstruktur och en miljö med flera områden. Syftet med denna avhandling är att ge en översikt över användningen av Modelica i programvaran Modelon Impact för att modellera och simulera ett komplett dynamiskt 3D-system för hjullastare. Projektet vill visa hur modellen har utvecklats med fokus på varje delsystems genomförande. 3D-modellen för hjullastaren har utformats enligt top-down och bottom-up principerna och fokuserar på delsystemet drivlina med motor, transmission och drivlina. Kombinationen av de två logikerna används för att jämna ut modelleringsvägen och utnyttja alla fördelar. För simuleringsförsöken har testriggmodeller införts för att kontrollera dynamiken hos enskilda delsystem. Modellen simuleras med en uppsättning insignaler och de dynamiska ekvationerna löses med hjälp av olika numeriska lösare, varefter den förflutna simuleringstiden jämförs. Simuleringsresultaten visar att den explicita lösaren Radau5ODE ger en snabbare simulering med en stabil lösning som ges av parametern variabel stegstorlek. Det behövs dock fler studier och mer specifik bakgrund för att uppdatera modellens komplexitet och jämföra den med redan existerande modeller.

An emerging technology is the hybridization of wheel loaders. Since wheel loaders commonly operate in repetitive cycles it should be possible to use this information to develop an efficient energy management strategy that decreases fuel consumption. The purpose of this thesis is to evaluate if and how this can be done in a real-time online application. The strategy that is developed is based on pattern recognition and Equivalent Consumption Minimization Strategy (ECMS), which together is called Adaptive ECMS (A-ECMS). Pattern recognition uses information about the repetitive cycles and predicts the operating cycle, which can be done with Neural Network or Rule-Based methods. The prediction is then used in ECMS to compute the optimal power distribution of fuel and battery power. For a robust system it is important with stability implementations in ECMS to protect the machine, which can be done by adjusting the cost function that is minimized. The result from these implementations in a quasistatic simulation environment is an improvement in fuel consumption by 7.59 % compared to not utilizing the battery at all.

Elektriska maskiner för utlastning av bergmassor under mark används främst inom gruvindustrin men även vid drivning av bergrum och tunnlar med konventionella metoder i övriga anläggningssektorn. Elektriska maskiner för kontinuerlig lastning är en typ av maskiner som främst används vid schaktning av bergmassor i trånga orter. Detta examensarbete undersöker hur elektriska maskiner för kontinuerlig lastning kan användas vid utlastning av bergmassor från drivningen av en planerad avloppstunnel i Stockholm och jämför detta med utlastning med hjälp av dieseldriven hjullastare. Jämförelsen görs mellan en specifik maskin och en specifik metod i respektive maskinkategori och med avseende på tidsåtgång, energiförbrukning, koldioxidutsläpp och kostnader vilka beräknas utifrån en vald delsträcka av avloppstunneln. Arbetet syftar även till att identifiera andra för- och nackdelar med respektive utlastningsmetod samt att skapa en grund för vidare kalkylering i anbudsskedet. Resultaten visar att den elektriska maskinen för kontinuerlig lastning har hög lastkapacitet jämfört med hjullastaren i de studerade metoderna. För att detta ska ge tidsvinster i utlastningen som helhet vid schaktning i trånga orter behöver man dock utarbeta en metodik där den höga lastkapaciteten tas till vara genom att minimera väntetiden mellan de transportfordon som ska lastas. Resultaten visar även att energiförbrukning och koldioxidutsläpp minskas genom användning av den elektriska maskinen för kontinuerlig lastning. Maskiner för kontinuerlig lastning minskar även kostnaden för energiförbrukning och kan minska tid och kostnader för drivning av tunneln genom att reducera antalet nischer för lastning och vändning. / Electrical machines for underground transportation of shot rock are mainly used in the mining industry but also in conventional tunneling using drilling and blasting techniques in the construction industry. Electrical machines for continuous loading are a type of machines that are mainly used for excavation of shot rock in narrow drifts. This degree project investigates how electrical machines for continuous loading can be used in excavation and transportation of shot rock from a planned waste water tunnel project in Stockholm, Sweden. It compares a method using an electrical machine with a method using a diesel powered wheel loader. The comparison is made between two specific machines using two specific loading methods with respect to time required, energy consumption, carbon dioxide emissions and costs. Calculations are made based on a selected section of the tunnel. The degree project also seeks to identify other advantages and disadvantages of each method and to create a basis for further calculations. The results show that the electrical machine for continuous loading has a high loading capacity compared to the wheel loader in the studied methods. For this to provide time savings in the excavation stage as a whole in narrow drifts, a methodology needs to be developed where the high loading capacity is taken advantage by minimizing waiting time between the vehicles to be loaded. The results also show that the energy consumption and carbon dioxide emissions can be reduced by using the electrical machine for continuous loading. Machines for continuous loading can also reduce the cost of energy and might reduce time and costs for the excavation of the tunnel as a whole by reducing the number of niches for loading and turnaround.

För att vara konkurrenskraftiga på marknaden tvingas företag utveckla nya strategier för produktutveckling, som kan anpassas till allt högre kundbehov. Syftet med detta arbete var att effektivisera produktutvecklingen för företag inom tillverkningsindustrin. Målet var att utveckla en effektiv arbetsprocess för produktutveckling samt att tillämpa processen på ett projekt, där ett helautomatiskt snabbfäste till mindre hjullastare skulle standardiseras till företaget OilQuick.Examensarbetet delades in i två delar. Den första delen behandlar skapandet av arbetsprocessen. Denna grundas i befintlig forskning och identifierades genom en litteraturstudie. Den andra delen behandlar tillämpning av arbetsprocessen på standardiseringen av snabbfästet till hjullastare. Data och kunskap till arbetet samlades in genom marknadsundersökningar, studiebesök, möten med kunder och Reverse Engineering. Kundkraven rangordnades med Best-worst metoden och översattes till tekniska produktegenskaper med Kvalitetshuset.Tre koncept genererades i Autodesk Inventor utifrån kraven och produktegenskaperna, samt datan som framkom av Reverse Engineering och marknadsundersökningen. Enligt kundkravet behövde det färdiga snabbfästet passa minst fyra olika hjullastarmodeller i viktklassen fem till åtta ton. Detta medförde att alla tre koncepten modulbaserades, både för att underlätta eventuella modifikationer mellan hjullastarmodellerna och för att minimera antalet detaljer som behövde modifieras. Alla tre konceptens redskapsgrindar hade standardiserade mått som passade de undersökta hjullastarmodeller. Det koncept som bäst uppfyllde kundkraven utvärderades med Fuzzy TOPSIS metoden. Det slutgiltiga konceptet justerades utifrån kundens önskemål innan det färdiga resultatet presenterades.Resultatet visade att arbetsprocessen var effektiv; Reverse Engineering och samarbetet med kunden gav en inblick i problematiken och förståelse för produkten, Best-worst metoden gjorde att rangordningen av kraven gick snabbt utan att minska på pålitligheten och Fuzzy TOPSIS metoden effektiviserade konceptvalet samtidigt som alla inblandades åsikter blev hörda. För att effektivisera produktutvecklingen ytterligare bör fler metoder undersökas alternativt utvecklas.Konceptförslagen som konstruerades påvisade att det är möjligt att standardisera gränssnittet mellan hjullastare och redskap. Genom modulärkonstruktion kunde snabbfästet anpassas till fyra olika hjullastarmodeller. Innan vidareutveckling av snabbfästet bör fler hjullastare mätas upp och studeras. / In order to be competitive in the market, companies are forced to develop new strategies that can be adapted to ever-increasing customer requirements. The purpose of the work was to streamline product development for companies in the manufacturing industry. The objective was to develop an efficient work process for product development and apply the process to a project where a standardized fully automatic quick coupler for smaller wheel loaders would be developed for the company OilQuick.The thesis was divided into two parts. The first part deals with the development of a work process based on existing research. The second part deals with the application of the work process. Data for the application was collected through market research, meetings with customers and Reverse Engineering. Customer requirements were ranked using the Best-worst method and translated into technical specifications using the method QFD (House of Quality).Three concepts were generated based on the resulting requirements from the QFD. According to the customer requirements, the quick coupler had to be compliant with at least four different wheel loader brands in the weight span from five to eight tons. This meant that all three concepts were based on modular design, both to facilitate modifications between the wheel loader brads and to minimize the number of details that needed to be modified. All three of the concept's attachment brackets had standardized dimensions that fitted all examined wheel loader models. To determine which concept that best met the customer requirements the Fuzzy TOPSIS method was used. The final concept was adjusted based on OilQuick's requirements before the finished result was presented.The results showed that the work process was efficient and reliable and that the developed concept proposal indicates that it is possible for the company to standardize the interface between wheel loaders and attachments. With modular design the quick coupler can be adapted to the wheel loader brands that were studied. To ensure that the quick coupler can be applied to a larger variety of wheel loaders, it is necessary to examine and take measurements of more wheel loader brands before further development.

Förbränning av fossila bränslen är den största orsaken till ökade växthusgasutsläpp i atmosfären som i sin tur ligger till grund för klimatförändringarna. Europeiska Unionen uttrycker klimatförändringarna som ett existentiellt hot och har som mål att Europa ska bli en klimatneutral kontinent till år 2050. Arbetsmaskiner, som vanligtvis drivs på diesel, är ett energikrävande fordonsslag vid användning som år 2016 stod för 6 % av Sveriges totala växthusgasutsläpp. Vätgas kan vara ett alternativt drivmedel till diesel eller andra fossila drivmedel för att minska de utsläpp som arbetsmaskiner ger upphov till. Syftet med studien är att uppmärksamma arbetsmaskiners roll i en omställning till vätgasdrift samt sprida kunskap om vad en omställning skulle innebära för dagens användare av arbetsmaskiner. Detta görs genom att belysa möjlig etablering i nutid av fem utvalda vätgasdrivna arbetsmaskiner samt gestalta dem i ett framtida vätgassamhälle. De arbetsmaskiner som inkluderas i studien är hjullastare, pistmaskin, sopmaskin, traktor och motviktstruck. Metoden består av en förenklad litteraturöversyn i kombination med personlig kommunikation samt en anpassning av verktyget Technology Readiness Level (TRL) i syfte att bedöma den tekniska mognaden. Resultatet visar att det i dagsläget finns etableringsmöjligheter i olika former för samtliga arbetsmaskiner i regionen baserat på TRL. Vätgasdrivna motviktstruckar och sopmaskiner är båda tillräckligt mogna tekniker för att etableras direkt på marknaden genom inköp. Vätgasdrivna hjullastare, traktorer och pistmaskiner är fortfarande under utveckling och kan därför etableras i regionen genom forskning och ytterligare utveckling eller först efter produktlansering på marknaden. De utvalda vätgasdrivna arbetsmaskinerna kan verka i ett framtida vätgassamhälle på liknande vis som motsvarande fossildrivna arbetsmaskiner gör idag med fördelar som mindre miljöpåverkan, vibrationer och buller som i sin tur medför mindre underhållsbehov med tillhörande kostnader. Resultatet visar att det finns möjligheter redan idag att påskynda en förändring, inte bara i Gävleborg utan i hela Sverige. De utvalda arbetsmaskinerna är verksamma inom branscher som motsvarar stora delar av det svenska näringslivet, en omställning till vätgasdrift kan därför ha en stor betydelse för en nationell reducering av växthusgasutsläpp. Det finns stor potential, särskilt för aktörer inom industrin, att upprätta egen vätgasproduktion och därmed bli självförsörjande på vätgas som drivmedel till arbetsmaskiner. Detta kan bli en av de radikala förändringar som enligt EU behövs för att uppnå målet om att åstadkomma klimatneutralitet år 2050. / Burning of fossil fuels is the biggest cause of increased greenhouse gas (GHG) emissions into the atmosphere, which in turn leads to climate change. The European Union expresses climate change as an existential threat and aims to make Europe a climate-neutral continent by 2050. Non-road machinery vehicles (NMV), which are usually powered by diesel, are an energy-intensive type of vehicle during usage that in 2016 accounted for 6% of Sweden's total GHG emissions. Hydrogen can be an alternative fuel to diesel or other fossil fuels in order to reduce the emissions that originate from NMVs. The aim of this study is to draw attention to the role of NMVs in a conversion to hydrogen operation and to spread knowledge about what a conversion would mean for today's users of work machines. This is done by highlighting possible establishment in the present of five selected hydrogen powered NMVs and illustrate them in a future hydrogen society. The NMVs included in the study are wheel loaders, snow groomers, street sweepers, tractors and counterbalanced forklifts. The method consists of a simplified literature review in combination with personal communication and an adaptation of the tool Technology Readiness Level (TRL) in order to assess technical maturity. The results show that there are establishment opportunities in the present in various forms for all NMVs in Gävleborg based on TRL. Hydrogen powered counterbalanced forklifts and street sweepers are both sufficiently mature technologies to be established directly in the market through purchasing. Hydrogen powered wheel loaders, tractors and snow groomers are still under development and can therefore be established in the region through research and further development or after product launch. The selected hydrogen powered NMVs can operate in a future hydrogen society similarly to fossil-fueled NMVs but with benefits such as less environmental impact, vibrations and noise which in turn entails less maintenance needs with associated costs. There are opportunities already today to accelerate a change, not only in Gävleborg but throughout Sweden. The selected NMVs are active in industries that correspond to large parts of the Swedish business community, a transition to hydrogen operation can therefore be of great importance for a national reduction of GHG emissions. There is great potential, especially for players in the industry, to establish their own hydrogen production and thereby become self-sufficient in hydrogen intended for NMVs. This could be one of the radical changes that, according to the EU, are needed to achieve the goal of accomplishing climate-neutrality by 2050.

Load, haul and dump machines (LHDs) are commonly used in underground mines around the world. The machines are used to transport fragmented ore after blasting in the ore body. The main propellant used is diesel which accounts for a large part of the diesel consumed in mines today. This master thesis is a pilot study for further work to be done by LTU and Atlas Copco in a project called SIMS or Sustainable Intelligent Mining Systems, where the aim is to physically demonstrate diesel free LHDs doing productive work in mines. The objective of the thesis was to assess if the integration of battery-powered LHD machines is plausible in today’s underground mines. The aims were to map the current state of the production and to perform risk and job analysis of the new technology in the current systems. A theoretical framework was constructed with focus on safety, risk, hazards and change in work content. Social acceptance was then researched to be able to analyze how the new technology is received. Data gathering was done through interviews, observations, a focus group and reviewing documents while visiting Atlas Copco and two underground mines in Sweden. Diesel and electric-powered LHDs were studied in the mines and battery-powered LHDs were studied at Atlas Copco. The results present the current state of diesel, electric and battery-powered LHDs. How the machines are used in the visited mines and the identified risks with the work is presented along with the mapping of the battery system being developed by Atlas Copco. New risks that the battery system will bring to the work environment were identified using energy and deviation analyzes. The change in work content was discussed using the information from the visits and identifying what tasks will change, disappear and be added with the new technology. A large part of the thesis was analyzing the results with support from the theoretical framework. The analysis showed that a switch from diesel to battery-power would improve the overall health and safety inside the mines. A switch does not change the skill needed to operate the machines but can increase the qualifications for the service personnel. The main obstacles, in terms of social acceptance, with implementing the battery systems in the current state are that the need for constant battery exchange would cause problems in the production, the prejudice that the batteries would increase the consequences of a fire and the initial cost of making the switch. Recommendations for Atlas Copco going forward in the SIMS project were made. They need to emphasizing the safety of the technology to the users, developing the battery exchange so it can be done closer to the stopes and involve the operators in the projects of SIMS to help them understand the benefits it will have on them directly. / Gruvlastmaskiner (LHD) används ofta i gruvor runt om i världen. Maskinerna används för transportera fragmenterade malm efter malmen sprängts. Det huvudsakliga drivmedlet som används är diesel, som står för en stor del av den diesel som förbrukas i gruvor idag. Detta examensarbete är en pilotstudie för ytterligare arbete som ska utföras av LTU och Atlas Copco i ett projekt som heter SIMS eller Sustainable Intelligent Mining Systems. Syftet är att fysiskt demonstrera dieselfria LHD-maskiner göra produktivt arbete i gruvor. Syftet med examensarbetet var att bedöma om integrationen av batteridrivna LHD-maskiner är möjligt i dagens underjordiska gruvor. Målet var att kartlägga den aktuella produktionssituationen och att utföra risk- och arbetsanalyser av den nya tekniken i nuvarande system. En teoretisk referensram konstruerades med fokus på säkerhet, risk och förändring i arbetsinnehåll. Social acceptans undersöktes sedan för att kunna analysera hur den nya tekniken tas emot. Datainsamlingen gjordes genom intervjuer, observationer, en fokusgrupp och granskning av dokument givna vid besök på Atlas Copco och två underjordiska gruvor i Sverige. Diesel- och el-drivna maskiner studerades i gruvorna och batteridrivna studerades hos Atlas Copco. Resultaten presenterar det nuvarande läget för diesel, elektriska och batteridrivna LHDmaskiner. Hur maskinerna används i de besökta gruvorna och de identifierade riskerna med arbetet presenteras tillsammans med kartläggningen av batterisystemet som utvecklas av Atlas Copco. Nya risker med batterisystemet identifierades med hjälp av energi- och avvikelsesanalyser. Ändringarna i arbetsinnehåll diskuterades med hjälp av informationen från besöken och klargör vilka uppgifter som ska förändras, försvinnas och läggas till med den nya tekniken. En stor del av arbetet var att analysera resultaten med stöd från den teoretiska referensramen. Analysen visade att bytet från diesel till batterier skulle förbättra hälsan och säkerheten i gruvorna. Teknologibytet förändrar inte den färdighet som krävs för att kunna manövrera maskinerna men kan öka kvalifikationerna för servicepersonalen. De viktigaste hindren när det gäller social acceptans med att implementera batterisystemen i det nuvarande tillståndet är att behovet av konstant batteribyte skulle orsaka problem i produktionen, fördomarna om att batterierna skulle öka konsekvenserna av en brand och de initiala kostnaderna att göra ett byte. Rekommendationer för Atlas Copco för fortsatt arbete i SIMS-projektet gjordes. De behöver klargöra säkerheten hos den nya teknik för användarna, utveckla batteribytet så att det kan göras närmare produktionen och involvera operatörerna i SIMS-projekten för att hjälpa dem att förstå de fördelar som det kommer att ha på dem direkt.

This thesis deals with design of hydrostatic drive for multipurpose loader and tool carrier DAPPER. At the beginning is research of different basic concepts and modern solutions to the problem, aided by a detailed description of competitive machine in the same performance category. Extensive comparison with other producers is included in the annexes to this thesis. Furthermore, a theoretical driving characteristic and its appropriateness is examined further on the basis of two model situations. The calculations of the individual components of the hydraulic circuit precedes drive kinematics analysis of articulated machine frame, on it final conception of hydrostatic drive is chosen. Firstly hydromotors and hydogenerator are chosen on the grounds of calculations then hydraulic hoses, filters and flow divider. Next chapters are aimed to calculations of hydraulic losses and thermal calculation of hydraulic circuit. Final part deals with introduction the final characteristics of drive. The practical parts of the work are assembly drawings with main power components and hydraulic schematic of drive.

An ergonomically designed work environment may decrease work related musculoskeletal disorders, lead to less sick leaves and increase production time for operators and companies all around the world. Volvo Construction Equipment wants to deepen the knowledge and investigate more carefully how operators are actually sitting whilst operating the machines, how this affects placement of controls and furthermore optimize controls placements accordingly. The purpose is to enhance their product development process by suggesting guidelines for control placement with improved ergonomics based on operators’ sitting postures. The goal is to deliver a process which identifies and transfers sitting postures to RAMSIS and uses them for control placement recommendations in the cab and operator environments. Delimitations concerns: physical ergonomics, 80% usability of the resulted process on the machine types, and the level of detail for controls and their placements. Research, analysis, interviews, test driving of machines, video recordings of operators and the ergonomic software RAMSIS has served as base for analysis. The analysis led to (i) the conclusion that sitting postures affect optimal ergonomic placement of controls, though not ISO-standards, (ii) the conclusion that RAMSIS heavy truck postures does not seem to correspond to Volvo CE’s operators’ sitting postures and (iii) and to an advanced engineering project process suitable for all machine types and applicable in the product development process. The result can also be used for other machines than construction equipment. The resulted process consists of three independent sub-processes with step by step explanations and recommendations of; (i) what information that needs to be gathered, (ii) how to identify and transfer sitting postures into RAMSIS, (iii) how to use RAMSIS to create e design aid for recommended control placement. The thesis also contains additional enhancements to Volvo CE’s product development process with focus on ergonomics. A conclusion is that the use of motion capture could not be verified to work for Volvo Construction Equipment, though it was verified that if motion capture works, the process works. Another conclusion is that the suggested body landmarks not could be verified that they are all needed for this purpose except for those needed for control placement. Though they are based on previous sitting posture identification in vehicles and only those that also occur in RAMSIS are recommended, and therefore they can be used. This thesis also questions the most important parameters for interior vehicle design (hip- and eye locations) and suggests that shoulder locations are just as important. The thesis concluded five parameters for control categorization, and added seven categories in addition to those mentioned in the ISO-standards. Other contradictions and loopholes in the ISO-standards were identified, highlighted and discussed. Suggestions for improving the ergonomic analyses in RAMSIS can also be found in this report. More future research mentioned is more details on control placement as well as research regarding sitting postures are suggested. If the resulted process is delimited to concern upper body postures, other methods for posture identification may be used.