This report shows the process of the development of a sensor module for the seed drills of Väderstad Verken AB. The module is supposed to replace existing solutions, provided that it is better from both a constructional- and an economical aspect. The purpose of the sensor is to continuously give the driver information about the level of height of the front- and drilling tools and the main purpose of the sensor is to allow the seeds to be placed at the desired depth. The sensors which have been taken into consideration have all been of an analogue type and have a protection class of minimum IP67. The methods applied have been taken from the book “The Mechanical Design Process” by David G. Ullman and every step has been described and explained. To get a deeper insight of the task at hand, the process started with studies of the theories behind sensor techniques as well as interviews with persons at the company who have good knowledge about the problem in question. The work then continued with a review of the market for sensors who could possibly meet the requirements of the solution. Many of the sensors were then excluded until there were only six left. The next step was the concept development which led to the generation of six concepts, one for each sensor. Then a weighting took place using a Basic Decision Matrix, and the four most suitable concepts were left. Simple drawings for the four concepts were made and prototypes of these were produced. The prototypes were then mounted on a machine to be tested. Finally, after another weighting, the best concept was presented to the company. The result shows that the best solution was a concept based on the Blade Sensor. The next step for the company is to do further testing on the concept out on the fields and then to decide whether this solution is suitable or not.

<p> <p>This report shows the process of the development of a sensor module for the seed drills of Väderstad Verken AB. The module is supposed to replace existing solutions, provided that it is better from both a constructional- and an economical aspect. The purpose of the sensor is to continuously give the driver information about the level of height of the front- and drilling tools and the main purpose of the sensor is to allow the seeds to be placed at the desired depth. The sensors which have been taken into consideration have all been of an analogue type and have a protection class of minimum IP67.</p><p> </p><p>The methods applied have been taken from the book “The Mechanical Design Process” by David G. Ullman and every step has been described and explained. To get a deeper insight of the task at hand, the process started with studies of the theories behind sensor techniques as well as interviews with persons at the company who have good knowledge about the problem in question. The work then continued with a review of the market for sensors who could possibly meet the requirements of the solution. Many of the sensors were then excluded until there were only six left. The next step was the concept development which led to the generation of six concepts, one for each sensor. Then a weighting took place using a Basic Decision Matrix, and the four most suitable concepts were left. Simple drawings for the four concepts were made and prototypes of these were produced. The prototypes were then mounted on a machine to be tested. Finally, after another weighting, the best concept was presented to the company.</p><p> </p><p>The result shows that the best solution was a concept based on the Blade Sensor. The next step for the company is to do further testing on the concept out on the fields and then to decide whether this solution is suitable or not.</p></p>

Under våren 2023 utfördes detta examensarbete på Väderstad AB, ett företag som tillverkar högpresterande jordbruksmaskiner, däribland såmaskiner, precisionssåmaskiner och jordbearbetningsmaskiner. En av dessa är tallrikskultivatorn Carrier XL, vilken kan utrustas med den monterbara såmaskinen BioDrill 360 för att kunna så frön samtidigt som jorden bearbetas. På senare tid har det uppstått ett behov att även kunna montera en större sålåda, BioDrill 500, på Carrier XL. Målet med detta arbete blev därför att ta fram ett konstruktionsförslag på hur BioDrill 500 kan implementeras på Carrier XL 425-725, med hänsyn till Väderstads produktion, fungerande frötransport, utrymmeskrav samt krav på hållfasthet. Arbetet har bestått av teoriundersökning, konceptgenerering och utveckling i flera iterationer samt CAD-modellering i Creo. Dimensionerande beräkningar har utförts i form av FEM-analyser och andra hållfasthetsberäkningar på maskinens drag och hjulaxel. Dessutom har en undersökning av produktarkitektur utförts för att se till vilken grad modularitet och funktionsdelning kan implementeras på infästningen för att göra den fördelaktig ur ett tekniskt och ekonomisk perspektiv.  Arbetets resultat består av en ställning som monteras på hjulstället till Carrier XL som gör att toppen av sålådan konstant hålls parallell med marken tack vare ett parallellänkage. En plattform utvecklas och placeras vid sidan av BioDrill 500 för att tillgodose tillgänglighet för användaren och två fördelarhuvuden monteras i parallellänkaget framför BioDrill 500 för att möjliggöra en fungerande frötransport. Produktariktekturen anpassas genom att implementera en kombination av modulära och integrerade lösningar samt funktionsdelning. För att passa i produktionen på Väderstad används mestadels plåtar och rör av stål som främst bearbetas genom laserskärning och bockning samt mindre inslag av svets. Dessutom anpassas infästningen med hjälp av Design for Manufacturing och Design for Assembly för att underlätta tillverkning och montering.

This master thesis was conducted during the spring of 2024 at Väderstad AB. Väderstad manufactures agricultural machines, including two types of seed drills used to plant seeds: conventional seed drills and precision planters. The primary difference lies in the seed dispensing unit, which distributes the seeds from storage before planting. Conventional seed drills utilize randomness to distribute seeds, while precision planters use a complex unit that dispenses seeds one by one. The precision seed dispensing unit comes at a higher cost and requires more space, resulting in wider row spacing compared to conventionalseed drills. A low row distance is desired to maximize crop yield. This master thesis aims to develop a seed dispensing unit which can be used for a new type of seed drill. The seed dispensing unit intends to be smaller and less costly than the ones for precision planters, while achieving a better seed distribution than the conventional seed drills. The product development was carried out through a tailored process for this project, incorporating methods such as Blackbox, Brainwriting, and Pugh’s concept selection matrix. The process generated three concepts which were modeled in CAD and printed using a 3D printer. The models underwent functional assessment and seeding capacity testing, followed by redesign, reprinting, and testing in an iterative process. The master thesis resulted in two concepts which were presented for Väderstad. The first prototype consisted of a wheel with indentations. As the wheel rotated, the indentations picked up seeds and then released them into an airflow-assisted seed transport which sent the seeds into the ground. The second prototype featured a vertical screw that rotated upwards, distributing seeds evenly against the wall. This prototype also used an airflow-assisted seed transport. Presently, Väderstad has submitted a patent application for the screw concept and will continue its development within the company. / Detta examensarbete utfördes under våren 2024 hos Väderstad AB. På Väderstadtillverkas två typer av såmaskiner som används till fröplantering: konventionella såmaskiner samt precisionssåmaskiner. Den primära skillnaden mellan såmaskinerna är fröutmatningsenheten som används till fördelning av utsäde från sålådan innan plantering. I konventionella såmaskiner används slumpen till fördelningen, medan i precisionssåmaskiner används en komplex enhet där fröna matas ut ett i taget. Precisionssåmaskinens fröutmatningsenhet är dyrare samt större. Dess storlek begränsar avståndet mellan raderna där fröna planteras. Således blir radavståndet för precisionssåmaskinen större än för konventionella såmaskinen. Egentligen eftersträvas låga radavstånd för maximal avkastning på skörden. Examensarbetet syftades till att utveckla en fröutmatningsenhet som kan användas i en ny typ av såmaskin. Fröutmatningsenheten ämnades att vara mindre och billigare än den i precisionssåmaskinen, samtidigt som den uppnår en bättre fröfördelning än den konventionella såmaskinen. Produktutvecklingsmetoden anpassades efter projektet, den använde metoder som Blackbox, Brainwriting och Pughs konceptvalsmatris. Processen genererade tre koncept som modellerades i CAD och skrevs ut med en 3D-skrivare. Modellerna genomgick funktionellbedömning och testning av utmatningskapacitet, följt av omkonstruktion, ny 3D-utskrift och testning i en iterativ process. Utifrån produktutvecklingsprocessen genererades två koncept med prototyper. Den förstaprototypen bestod av ett hjul med fack. När hjulet roteras förbi fröbehållaren fångasutsädet i facken. Därefter släpps utsädet i en luftassisterad frötransport som transporterardet till marken. Den andra prototypen bestod av vertikal skruv som drivs uppåt. Utsädettrycks då ut mot skruvens vägg vilket gör att det fördelas jämnt. När fröna matas ut ur skruven plockas de upp av en luftassisterad frötransport som för dem till marken. Idag har Väderstad patentansökt den sistnämnda idéen och kommer fortsätta utveckla den inomföretaget.