Testning av flygkontroller på en verklig kvadrokopter är en farlig och utmanande process eftersom kvadrokoptern kan krascha om flygkontrollern inte fungerar eller ifall operatören saknar flygerfarenheter. Den nuvarande lösningen är att montera kvadrokoptern i en mekanisk anordning som möjliggör testning av flygkontroller i säkra miljöer. Problemet med de befintliga testanordningarna är att de inte kan ge realistiska simuleringsförhållanden eftersom de i viss mån påverkar kvadrokopterns rörelse med följden att flygkontroller som utvecklas har begränsad grad av kontroll på kvadrokoptern. Syftet är att utforma en mekanisk anordning som ska ge möjlighet att både testa samt övningsflyga kvadrokoptern utan risk för personliga och materiella skador. Målet är att ta fram ritningar som ska kunna utgöra underlag för framtagning av en testprototyp. En litteraturstudie på befintliga testanordningar genomfördes som användes som underlag tillsammans med kvalitetshuset för att ta fram en kravspecifikation. Därefter genererades ett antal koncept som utvärderades med hjälp av beslutsmatris. Det valda konceptet modellerades sedan i CAD-programmet och utifrån den virtuella modellen konstruerades en verklig modell i trä som testades för att verifiera dess funktion. Resultatet är en fjäderbalanserad testanordning med sex frihetsgrader. Det är en konstruktion i aluminium innehållande en mekanisk arm som ger tre translationsfrihetsgrader, ett kulledsfäste som ger tre rotationsfrihetsgrader samt dragfjädrar för att tyngdkraftskompensera systemet. Testning av trä-modellen uppvisar att kvadrakoptern måste framföras i full fart för att styras tillsammans med armen eftersom friktionen mellan testanordningens leder är hög. Under förutsättning att friktionen mellan lederna kan hanteras verkar det att testanordningen uppfyller de ställda teoretiska förutsättningarna för att inte ha någon väsentlig påverkan på kvadrokoptern. Ändå kravs det kvalificerade tester innan något påstående att testanordningen inte påverkar kvadrokopterns rörelse och därmed kan ge realistiska flygsimuleringsförhållanden, ska kunna anges. / Testing of autonomous flight controllers on a real quadrocopter is a dangerous and challenging process because the quadrocopter can crash in case the flight controller does not function properly or in case the operator has no flight experience. The current solution is to mount the quadrocopter on a teststand, which allow the testing of flight controller in safe environments. The problem with the existing teststands is that they cannot provide realistic free flight conditions as they, to some extent, affect quadrocopter’s movement. Consequently, the developed flight controller is partially able to control the quadrocopter. The purpose with this study is to design a mechanical device for use in testing and learning to fly a quadrocopter without the risk of crashing the flying model or harming the people involved. The goal is to provide drawings for developing a test prototype.In order to understand the problem a literature review of previous test devices was carried out. The findings from the literature review were used in combination with Quality Function Deployment technique to create a House of Quality and thus develop a set of engineering specifications. After that, a number of concepts was generated and then evaluated by Pugh’s method. The selected concept was modeled in the CAD-software and based on the virtual model, a real model made of wood was constructed and tested in order to verify the function of the testbed. The final result is a spring-balanced test device with six degrees of freedom. It is a structure consisting of a mechanical arm providing three translational degrees of freedom, a swivel joint with three rotational degrees of freedom and a set of extension springs to achieve gravity balancing. The experimental results from the wooden model shows that the quadrocopter is required to fly at full speed in order for it to operate with the arm due to the high friction between the joints. Under the condition that the friction between the joints can be managed, the test device seems to fulfill the theoretical requirements for simulating free flight condition. Nevertheless, it requires specialized and advanced testing before any assertion that the test device does not affect the dynamics of quadrocopter and thus it can provide completely realistic flight conditions, can be made.

Stillasittande arbete och medföljande dålig hållning har kommit att bli ett stort problem i samhället. Framskjutet huvud, så kallad FHP (Forward Head Posture), är ett vanligt exempel på dålig hållning som har starka kopplingar till nacksmärta. Produkten FixaSpine är ett smarthalsband vars funktion är att komma till rätta med problemen genom att påminna användaren att räta upp sin hållning. Då produkten i dagsläget är i prototypstadiet behöver en stor mängd testning göras för att utveckla sensorteknologi och mjukvara. För att kunna testa prototyper på ett kontrollerat sätt uppstår behovet av en testanordning. Olika grad av FHP och hopsjunken rygg behöver kunna återskapas och det behöver kunna ske upprepade gånger med precision. Testanordningen bör även kunna utföra en störningsrörelse som Fixaspine ska kunna ignorera. Arbetets syfte är att möjliggöra en systematiserad testning och utveckling av FixaSpines sensorteknologi och funktionalitet, genom att ta fram en mekanisk testanordning som kan simulera dåliga hållningar samt en störningsrörelse. Genom att kartlägga olika positioner och rörelsemönster vid dålig hållning tas ett underlag fram för en mekanisk testanordning. Koncept utarbetas, beräkningar för drivning och motorer utförs, och slutligen görs konstruktion och detaljutveckling. Den resulterande testanordningen kan inta positioner som efterliknar olika grad av framskjutet huvud, som mest motsvarande en hög grad av FHP (CVA 22°). Den kan även efterlikna olika grad av hopsjunken rygg som motsvarar en rotation av bröst korgen på mer än 15°. Anordningen kan lutas framåt mer än 30° för att utföra en störningsrörelse. Dessutom kan den åstadkomma en kombination av ovan positioner och rörelser. Anordningen drivs av linjära ställdon som kan programmeras efter behov. Genom att använda testanordningen som utvecklingsredskap kan felvariabler och brus som testning på människor annars medför undvikas. På så vis underlättar testanordningen utvecklingen av FixaSpine och bidrar i förlängningen till minskad nacksmärta. / The prevalence of poor posture as a consequence of sedentary work has become a major issue in today’s society. A common example of poor posture is the so-called Forward Head Posture (FHP), which has strong associations with neck pain. FixaSpine is a smart necklace attempting to correct these problems by reminding its users to improve their posture when necessary. As the product is currently in the prototyping stage, thorough testing has to be conducted so that its software and sensor technology can be further developed. However, testing prototypes in a controlled manner has proven difficult. Hence, there is a need for a test apparatus able to simulate poor posture repeatedly and with precision. This device should be able to achieve various degrees of FHP and hunched back. Furthermore, it should also be able to perform a disruptive movement that Fixaspine ought to ignore.  The purpose of the project is to facilitate the systematized testing and development of FixaSpine’s sensor technology and functionality, by developing a mechanical test device. By analyzing lateral photographs of poor postures, positions and movement patterns are mapped, and the prerequisites for a mechanical test device determined. Concepts are drawn up, calculations for motor loads are carried out, and the final design and mechanical construction developed.  The resulting test device can simulate positions with varying degrees of Forward Head Posture. It is capable of achieving a high degree of FHP (CVA 22°). The device can simulate different degrees of hunched back equivalent to a thorax rotation of more than 15°. In addition, the device can be tilted forward more than 30°, performing a disruptive movement. Furthermore, it can perform a combination of these positions and movements. The device is powered by linear actuators that can be programmed as needed. Using it as a development tool minimizes error variables and noise otherwise prevalent when testing on humans. Subsequently, this test device is able to facilitate the development of FixaSpine and ultimately contribute to reducing neck pain.