Introduktion En främre korsbandsskada (ACL-skada) är en allvarlig knäskada som drabbar många idrottare varje år. Den leder ofta till långa rehabiliteringar och försämrad funktion i knät. Även förändrade rörelsestrategier förekommer. Strategierna kan till viss del kan förklaras av rörelserädsla och att minska belastningen för eventuell smärta i knäleden. Inga tidigare studier har gjorts på andra landningen vid ett Unanticipated diagonal hop. Syftet med denna studie var att jämföra skillnader i kinematik vid lateralt och medialt Unanticipated diagonal hop mellan ACL skadat och icke skadat ben. Sekundärt syfte var att undersöka hur vinklar i leder korrelerar med varandra. Metod Studiedeltagarna bestod av 26 personer med rekonstruerat ACL. Sex män och 20 kvinnor i åldrarna 17-34 (24,4 år) deltog. Datan bestod av kinematik från knäled, fotled, höftled och bål vid andra landningen av Unanticipated diagonal hop. Rörelserna registrerades med ett 3D-motion capture system. Programvarorna Qualisys Track Manager och Visual3D användes vid insamling och analys av kinematikdatan. Resultat Studien visade ett fåtal signifikanta skillnader mellan skadat och icke skadat ben. Deltagarna hade signifikant mer supination på det skadade benet vid initial contact (p=0,043) och vid max valgus (p=0,009) för lateralt hopp. Det var även signifikant mer höftflexion under landning (p=0,007) för medialt hopp och utåtrotation i knät under landning (p=0,034) för lateralt hopp. Studien visade även en signifikant korrelation mellan maximal höftflexion och knäflexion under landning både medialt (r=0,614, p=0,001) och lateralt (r=0,651 p=0,001). Konklusion: Studien visade att förändrade rörelsestrategier används även vid landningen efter en skarp riktningsförändring och bör därför tränas på i rehabilitering inför återgång till idrott. Vidare krävs mer forskning för att tydligare se förändrade rörelsestrategier efter ACL-skada och öka förståelsen kring dem.

En SCARA-robot som ritar kräver en hög noggrannhet och precision. Syftet med detta projekt är att skapa en robotarm som kan rita bilder som generas av en användare i ett ritprogram, armens rörelse beräknas med hjälp av inverskinematik. Projektet undersöker hur precisionssäker roboten är samt dennes snabbhet. Under projektets gång har upprepade tester gjorts för att mäta dessa egenskaper. Roboten uppnådde en hög grad av noggrannhet när den gjorde punkter på samma ställe upprepade gånger, men den har svårt att med hög precision återskapa bildens korrekta geometri, detta visas med ett test då den skall rita en cirkel. Detta kan bero på flera olika faktorer. Det mest sannolika är att det finns glapp i armarnas kuggremsdrift, när roboten gör en cirkulär rörelse så uppkommer felet när någon av armarna byter rörelseriktning. I rapporten redogörs hur roboten har konstruerats och programmerats. / A SCARA-robot that draws requires a high level of precision and accuracy. This project aims to build a three degree of freedom robot arm that uses inverse kinematics, to draw a picture that has been assigned to it. The project explores the robot’s accuracy as well as its speed. Several measurements were conducted during the project to assess the Robot Arm’s reliability. When the robot makes points in the same position several times, it achieves near-perfect precision, but it has trouble recreating the proper geometrics of the picture being drawn. It may be caused by a variety of factors, it is most likely caused by a play in the timing belt. When the robot performs a circular movement, the problem arises when one of the arms switches its direction. In this paper, the robot’s construction and programming are described.

Produkte im Maschinenbau gewinnen durch immer weitreichendere Kundenanforderungen zunehmend an Komplexität. Davon angetrieben, werden auch die eingesetzten Softwarewerkzeuge kontinuierlich weiterentwickelt.CAD-Systeme werden beispielsweise heutzutage nicht mehr ausschließlich zur Konstruktion verwendet, sondern beinhalten meist auch weiterführende Module bspw.zur Simulation physikalischer Effekte (CAE) bis hin zur Arbeitsplanung (CAP) und werden in ganzen Softwaresuiten angeboten. Im vergangenen Jahrzehnt sind außerdem Mechanismus- und Bewegungsanalysen fester Bestandteil von CAD-Systemen geworden. Zusatzinformationen, wie bspw. Kinematikbeziehungen und / oder Animationen, die zur Verifikation der Funktionalität und Kollisionsfreiheit unabdingbar sind, können direkt in den CAD-Programen erstellt und überprüft werden. Die aktive Nutzung und Zugänglichkeit dieser CAD-Konstruktionssysteme durch konstruktionsferne Nutzergruppen ist nur bedingt durch so genannte Model-Viewer gegeben, wodurch bspw. die Fehlerbewertung (z.B. Design Review, FMEA) außerhalb der Entwicklungsabteilungen erschwert wird. Abhilfe bietet hier die Nutzung von High-EndTechniken, wie die immersive Darstellung mittels Virtual Reality (VR)-Technologie, im Prozess der Konstruktionsbewertung/Design Review. Dafür arbeiten wir mit der Chemnitzer Firma ARCsolutions GmbH an einer Lösung wie ein (teil-)automatisiert reduziertes Modell, unter Erhaltung im CAD definierter Animationen und Kinematischen Beziehungen automatisiert in die VR gebracht und dort genutzt werden kann.

Dieser Vortrag befasst sich mit der Prozesskette bei der Entwicklung spinnenartiger Laufroboter. Es wird eine Möglichkeit der Abstraktion von der Natur aufgezeigt, sowie dessen Überführung in ein technisches System. Das kinematische Modell wird anschließend in MSC Adams simuliert.

Interaktionen zwischen Insekten und Pflanzen können auf chemischen oder mechanischen Faktoren beruhen. Mechanische Faktoren spielen eine besonders wichtige Rolle bei den Fallen karnivorer Pflanzen. Ziel dieser Arbeit war es, die Rolle mechanischer Faktoren in der Interaktion zwischen der Kannenpflanze Nepenthes bicalcarata und der Ameise Camponotus schmitzi aufzuklären, bei der Ameisen Gegenanpassungen zu spezialisierten pflanzlichen Fangstrukturen entwickelt haben. Im Rahmen meiner Arbeit habe ich mich mit den Fragen beschäftigt, 1) welche Kannenstrukturen und welche Mechanismen für den Fang von Arthropoden wichtig sind und 2) welche speziellen Anpassungen C. schmitzi-Ameisen für das Leben auf ihrer karnivoren Wirtspflanze besitzen. Bisher wurde angenommen, dass Nepenthes-Kannen Tiere mit Hilfe von rutschigen Wachskristallschichten fangen. Ich konnte zeigen, dass ein weiterer, bisher unbekannter Fangmechanismus existiert, welcher auf speziellen Oberflächeneigenschaften des Kannenrandes (Peristom) und "Insekten-Aquaplaning" basiert. Das Peristom besitzt eine regelmäßige Mikrostruktur, welche dafür sorgt, dass die Oberfläche vollständig mit Wasser benetzbar ist, so dass sie bei feuchter Witterung von homogenen Flüssigkeitsfilmen überzogen ist. Auf dem trockenen Peristom können Ameisen ohne Schwierigkeiten laufen und Nektar von den am inneren Peristomrand gelegenen Nektarien ernten. Wird die Oberfläche aber beispielsweise durch Regen nass, rutschen die meisten Tiere ab und stürzen in die Kanne. Messungen der Reibungskräfte von Weberameisen (Oecophylla smaragdina) auf dem Peristom von N. bicalcarata zeigten, dass Flüssigkeitsfilme auf der Oberfläche die Anhaftung der Haftorgane (Arolien) verhindern, und dass die Mikrostruktur des Peristoms auch den Einsatz der Krallen unterbindet. Versuche an Nepenthes alata zeigten darüber hinaus, dass dieser Fangmechanismus des Peristoms auch für Nepenthes-Arten mit wachsbereifter Kanneninnenwand essentiell, und die Wachsschicht eher für die Retention gefangener Tiere wichtig ist. Zur Analyse der ökologischen Auswirkungen des "Aquaplaning"-Fangmechanismus habe ich die Peristomfeuchte von Nepenthes rafflesiana var. typica-Kannen zeitgleich mit meteorologischen Daten im Feld kontinuierlich aufgezeichnet und mit Experimenten zur Beurteilung der Fangeffizienz der Kannen kombiniert. Die Ergebnisse dieser Versuche zeigen, dass die Kannen abhängig vom Befeuchtungsgrad des Peristoms zeitweise sehr effiziente Fallen mit Fangraten von 80% sein können, während sie zu anderen Zeiten vollkommen ineffizient sind. Die Variation der Peristomfeuchte wird durch Regen, Kondensation und von den Peristomnektarien sezerniertem Nektar verursacht. Es ist zu vermuten, dass die nur zeitweise und unvorhersehbare Aktivierung der Nepenthes-Kannenfallen durch Nässe der Evolution von Vermeidungsstrategien bei Beutetieren entgegenwirkt. Im Rahmen der Untersuchungen, welche mechanischen Anpassungen C. schmitzi-Ameisen für das Leben auf N. bicalcarata besitzen habe ich mich auf die Fragen konzentriert, wie es den Ameisen gelingt den Peristom-Fangmechanismus zu umgehen und welche Anpassungen sie besitzen um in der Kannenflüssigkeit tauchend und schwimmend nach Nahrung zu suchen. Im Gegensatz zu generalistischen Arten stürzen C. schmitzi-Ameisen auf dem nassen Peristom nicht ab. Durch selektive Manipulation der tarsalen Haftstrukturen konnte ich demonstrieren, dass die Arolien für die Peristomlauffähigkeit der C. schmitzi-Ameisen eine wesentliche Rolle spielen. Für das Furagieren in der Kannenflüssigkeit verfügen C. schmitzi-Ameisen über ein sich wiederholendes, stereotypes Verhaltensmuster, welches aus einer Unterwasserlauf- und einer Oberflächenschwimmphase besteht. Meine Untersuchungen dieses Verhaltensmusters zeigten, dass die Ameisen am Ende der Unterwasserlaufphase mit Hilfe ihres stets vorhandenen Auftriebs zur Flüssigkeitsoberfläche aufsteigen. Dabei taucht ein Teil ihres Hinterleibs aus der Kannenflüssigkeit auf, was den Ameisen die Sauerstoffaufnahme aus der Luft ermöglicht. Nach dem Auftauchen schwimmen C. schmitzi-Ameisen mittels schneller Beinbewegungen an der Oberfläche der Kannenflüssigkeit. Dabei ähnelt die Bewegungskoordination ihrer Beine dem bei Ameisen für die Fortbewegung an Land typischen Dreifußgang. Ein Vergleich der Kinematik von schwimmenden und laufenden C. schmitzi-Ameisen hat gezeigt, dass schwimmende Ameisen ihre Beine in der Schlagphase mit einer höheren Winkelgeschwindigkeit als in der Rückholphase bewegen, während dies bei den laufenden Tieren genau umgekehrt ist. Ferner strecken schwimmende Ameisen ihre Beine während der Schlagphase weiter aus als in der Rückholphase, wohingegen laufende Ameisen in beiden Bewegungsphasen vergleichbare Beinradien aufweisen. Dies lässt den Schluss zu, dass die Schwimmkinematik der C. schmitzi-Ameisen eine abgewandelte Form ihrer Laufkinematik darstellt, welche für die Erzeugung von Vortrieb im Wasser optimiert wurde. / Insect-plant interactions based on either chemical or mechanical factors, play a key role in nature. Mechanical factors are of particular importance for the animal traps of carnivorous plants. The aim of this study is to clarify the role of mechanical factors in the interaction between the pitcher plant Nepenthes bicalcarata and its ant partner, Camponotus schmitzi which has evolved counter adaptations against the specialised capture structures of the plant. This study investigates two questions, firstly, which of the pitchers' structures and which mechanisms are important for the capture of arthropods and secondly, what are the special adaptations that enable the C. schmitzi ants to live on their carnivorous host plant. It has so far been suggested, that Nepenthes pitchers capture prey by means of slippery epicuticular wax crystals. I was however able to show, that another, yet unknown capture mechanism exists. It is based on the special surface properties of the pitcher rim (peristome) and on the phenomenon of insect "aquaplaning". The peristome is characterized by a regular microstructure with radial ridges of smooth overlapping epidermal cells, which form a series of steps toward the pitcher interior. This surface is completely wettable by water, so that under humid weather conditions it is covered by homogenous liquid films. If the peristome is dry, ants can run freely on it and harvest nectar from the nectaries at the inner margin of the peristome. As soon as the peristome surface is wetted, for example by rain, it becomes extremely slippery for insects, so that most of the ant visitors are trapped. By measuring the friction forces of weaver ants (Oecophylla smaragdina) on the peristome of N. bicalcarata, I was able to show that the liquid films on the surface disrupt attachment for the soft adhesive pads (arolia) and that the surface topography impedes the use of claws. Experiments on Nepenthes alata demonstrated that the trapping mechanism of the peristome is also essential in Nepenthes species with waxy inner pitcher walls, indicating that the waxy surfaces are more important for the retention rather than the capture of prey. I investigated the ecological implications of the "aquaplaning" capture mechanism in Nepenthes rafflesiana var. typica by combining meteorological data and continuous field measurements of peristome wetness with experimental assessments of the pitchers’ capture efficiency. My results demonstrate that pitchers can be highly effective traps with capture rates as high as 80% but are completely ineffective at other times. These dramatic changes are due to the wetting conditions of the peristome. Variation of peristome wetness and thus the variation of capture efficiency is caused by rain, condensation, and nectar secreted from the peristome nectaries. I propose that the intermittent and unpredictable activation of Nepenthes pitcher traps prevents the evolution of avoidance strategies in prey animals. In the second part of my study I investigated the mechanical adaptations that the C. schmitzi possess in order to live on N. bicalcarata. I focused on two principal questions, how are the ants able to circumvent the peristome capture mechanism and what adaptations do they need in order to swim and dive in the digestive fluid. In contrast to generalist ants, C. schmitzi ants are capable of running on the wet peristome without difficulties. Through selective manipulation of tarsal attachment structures I was able to demonstrate, that the arolia are essential for the ants’ capability to run on the wet peristome. Whilst foraging in the pitcher fluid C. schmitzi ants show a repetitive stereotyped behaviour pattern, consisting of an underwater running and surface swimming phase. My analysis of this behaviour pattern showed that at the end of the underwater running phase the ants advance to the fluid surface with the aid of buoyancy. When reaching the surface film parts of the ants’ gaster and head emerge. I was able to show that while foraging in the pitcher fluid the emerging of the gaster is crucial for the respiration of the ants. After emersion the ants swim at the surface of the pitcher fluid using fast leg movements. Hence the leg coordination is similar to a tripod gait which is typical for their locomotion on land. A comparison between the kinematics of swimming and running C. schmitzi ants showed that whilst swimming, the angular velocity of their legs is higher in the stroke than in the recovery, whereas the opposite is true whilst running. Furthermore the swimming ants stretch their legs further in the stroke than in the recovery whereas the leg radius of running ants does not vary much throughout a step. It can be concluded that the swimming kinematics of C. schmitzi ants derives from the kinematics of their running and has been optimized for generating thrust in water.

Sammanfattning Bakgrund: Perifer neuropati och polyneuropati är termer för att beskriva ett tillstånd hos individer där nerverna i det perifera nervsystemet är skadade och den motoriska samt somatosensoriska förmågan är förlorad. Ankelns motoriska kontroll är essentiell för förmågan till gång och för att bibehålla dynamisk stabilitet under gången. Vid behandling av individer med perifer neuropati används ofta en AFO för att förbättra gångförmågan. När kunskapen förbättras om vilka faktorer som påverkar gången samt hur kroppen biomekaniskt påverkas av hjälpmedlet är det till hjälp för att välja den mest fördelaktiga behandlingen. Syftet är att utvärdera hur ankelns kinematik samt kinetik i frontal- (Y) och sagittalplan (X) påverkas vid en situation där rörelse i ankeln tillåts samt vid en situation där rörelse i ankeln inte tillåts. Metod: För att studera ankelns kinematik samt kinetik använde vi oss av två interventioner på våra testpersoner. Vid en av interventionerna utförde testpersonerna en gånganalys med en dynamisk AFO (ToeOFF), där ankeln har utrymme för rörlighet. Vid den andra interventionen låstes testpersonernas ankel med gips med avsikt att tillåta så lite rörelse som möjligt i ankeln. Kinematisk samt kinetiska data samlades in från 5 friska unga vuxna individer, som ombads gå med en dynamisk AFO (ToeOFF) samt med en gipsad ankel i självvald hastighet. Datan samlades in med hjälp av gånganalys samt av programmen Visual 3D och Qualisys Track Manager. Den kinematiska datan kvantifierades av: ankelns vinkel i sagittal- (X) samt frontalplan (Y), och den kinetiska datan kvantifierades av: moment i ankeln både i sagittal- (X) och frontalplan (Y). Resultat: Studien visade en signifikant skillnad i den kinematiska samt den kinetiska datan vid jämförelse mellan de två interventionerna. Ankelns RoM var markant större med ToeOFF ortosen än med gips. Under gips interventionen genererades ett signifikant reducerat yttre plantar flekterande moment. Resultatet är menat att användas som en vägvisare för att optimera behandlingen av patienter med stabilitetsproblem i ankeln. Slutsats: Det finns en skillnad mellan gips-interventionen och ToeOFF-interventionen i ankelns kinematiska samt kinetiska data.

<p>Atlas Copco Surface Drilling Equipment is one of the leading manufacturers of surface drill rigs. To stay in the top segment it is of great importance to have a well functioning development strategy as well as rig functions that makes the work as easy as possible for the operator. In this master thesis one development strategy has been evaluated and a dub tip control has been developed from idea to test on rig.</p><p> </p><p>Today the conventional method to position the drill is to use two joysticks with three axes each where each axis corresponds to one hydraulic actuator on the boom and feeder structure. The dub tip control system enables the operator to position the drill in Cartesian coordinates with only one 3-axes joystick. After the definition of the desired drill angle is done, the control system makes sure that this angle is obtained throughout the positioning motion. This system makes it considerably easier for an inexperienced operator to position the drill.</p><p> </p><p>For development, simulation and verification of the control algorithms and regulators <em>Matlab/Simulink</em> has been used. To test the control system on rig, a configuration with <em>LabVIEW</em> together with a <em>compactDAQ</em> has been evaluated. <em>LabVIEW </em>is chosen because it provides the opportunity to create a user friendly graphical user interface. To use this configuration is however not recommended for persons with little or none experience from using <em>LabVIEW</em>.</p><p> </p><p>This development strategy can be used for tests and verifications of control algorithms, but since neither <em>Windows </em>nor the <em>compactDAQ </em>are real time systems, there are solutions that are better but of course to a higher price.</p><p> </p><p>The master thesis work has shown that it is possible to implement a dub tip control on a rig of this dimension. It has also concluded that compensated valves are necessary to achieve optimal performance of a velocity controlled dub tip positioning.</p>

Atlas Copco Surface Drilling Equipment is one of the leading manufacturers of surface drill rigs. To stay in the top segment it is of great importance to have a well functioning development strategy as well as rig functions that makes the work as easy as possible for the operator. In this master thesis one development strategy has been evaluated and a dub tip control has been developed from idea to test on rig.   Today the conventional method to position the drill is to use two joysticks with three axes each where each axis corresponds to one hydraulic actuator on the boom and feeder structure. The dub tip control system enables the operator to position the drill in Cartesian coordinates with only one 3-axes joystick. After the definition of the desired drill angle is done, the control system makes sure that this angle is obtained throughout the positioning motion. This system makes it considerably easier for an inexperienced operator to position the drill.   For development, simulation and verification of the control algorithms and regulators Matlab/Simulink has been used. To test the control system on rig, a configuration with LabVIEW together with a compactDAQ has been evaluated. LabVIEW is chosen because it provides the opportunity to create a user friendly graphical user interface. To use this configuration is however not recommended for persons with little or none experience from using LabVIEW.   This development strategy can be used for tests and verifications of control algorithms, but since neither Windows nor the compactDAQ are real time systems, there are solutions that are better but of course to a higher price.   The master thesis work has shown that it is possible to implement a dub tip control on a rig of this dimension. It has also concluded that compensated valves are necessary to achieve optimal performance of a velocity controlled dub tip positioning.

Einen Überblick erlaubt das Inhaltsverzeichnis. Das Buch enthält ergänzende handschriftliche Bemerkungen von Herrn Professor Dresig.

Originally presented as the author's Thesis--Universität Hannover, 2008. / Includes bibliographical references.