Produktutveckling av rullstol

Transkript

1 Fakulteten för teknik- och naturvetenskap Helén Holmgren & Pär Nyström Produktutveckling av rullstol för Gardermoens Airport Product development of wheelchair For Gardermoen Airport Examensarbete 22,5 hp (ECTS) Innovations- och designingenjörsprogrammet Datum/Termin: Vårterminen 2008 Handledare: Lennart Wihk Examinator: Monica Jakobsson Karlstads universitet Karlstad Tfn Fax

2 Sammanfattning Detta examensarbetet har utförts av Helén Holmgren och Pär Nyström, studenter på innovations och designingenjörsprogrammet vid fakulteten för teknik och naturvetenskap vid Karlstads universitet våren Arbetet omfattar 22,5 högskolepoäng per student. Uppdragsgivare var det norska företaget Medema EasyTravel AS. Företagets verksamhet består i att hjälpa individer med olika handikapp på Gardermoen Airport. Kontaktperson för företaget har varit Dag Bunaes. Till sin hjälp i sitt arbete använder Medema idag tre olika modeller av rullstolar. Studenternas uppgift blev att utifrån Medemas önskemål samt vissa givna EU direktiv ta fram en ny prototyp av en rullstol för Gardermoens flygplats. Ledorden under arbetet har varit enkel, robust med ett nytänkande för design. Målet med projektet har varit att kunna presentera en färdig prototyp samt renderingar och animationer av variationer på rullstolens utseende. Det färdiga resultatet redovisades sedan på examensutställningen på Karlstads universitet. Mycket av arbetet runt rullstolen har inneburit skissande och modellbyggande för att kunna integrera alla de olika funktioner som en rullstol idag kräver. Resultatet blev en rullstol som tar ett steg bort från den idag traditionella rullstolen. Man kan sätta sin egen prägel på stolen genom färgval och val av mönster på både dynor och stolens baksida. En av de stora fördelarna med den nya stolen är stapelbarheten som ger möjlighet att transportera och lagra flera rullstolar på ett smidigt sätt. Detta är särskilt av intresse för t.ex. flygplatser, sjukhus och liknande offentliga miljöer. 2

3 Abstract This degree project has been carried out by Helén Holmgren and Pär Nyström, students at the Innovation and Design Engineer programme at the Faculty of Technology and Science at Karlstad University. The project was carried out during the spring 2008 and extended over 15 weeks of full time studies, 22,5 ECTS for each student. The assigner for this project was the Norwegian company Medema EasyTravel AS. The company s main task today is to help individuals with different difficulties in and around Gardermoen Airport. Orderer of the project has been Dag Bunaes at Medema EasyTravel. Today Medema uses three different wheelchairs in their daily work. The students assignment were to develop and fabricate a prototype of a new wheelchair. The lead thinking thru out the project has been a design that is simple, robust and with a new touch in the overall design. The goal for this project has been to fabricate a prototype and also show different styles how the wheelchair could look in its final appearance. At the end of this project the result will be presented at an exhibit at Karlstad University. A lot of the work that has been done around the project has involved sketching and building models of all the different components of the wheelchair. The result from this project is a wheelchair that takes a step away from the traditional wheelchair. You will be able to set your own touch to the design of the chair by choosing different color and patterns for the cushions as well as for the back of the chair. One of the biggest advantages of the new wheelchair is that it offers the opportunity to stack more then one chair for transportation and storage in a nice convenient way. This will especially come in interest for airports, hospitals and similar public areas. 3

4 Innehållsförteckning Sammanfattning... 2 Abstract Inledning Bakgrund Problemformulering Syfte Målsättning Avgränsningar Genomförande Brief Planering Kravspecifikation Funktionsanalys Research Användarstudie Benchmarking Usability Sittergonomi och människomått Rullstolens uppbyggnad Idégenerering Konceptutveckling Idéutveckling Färg och material D Modellering Resultat Planering Kravspecifikation Funktionsanalys Research Användarstudie Benchmarking Användare och målgrupp Idégenerering Konceptutveckling Rullstolens delar D modellering Möten och presentationer Slutgiltigt konceptet Prototyp tillverkning Förbättringar Diskussion Slutsats Tackord Referenser Litteratur Internet

5 Bilaga 1 Bilaga 2 Bilaga 3 Bilaga 4 Bilaga 5 Bilaga 6 Bilaga 7 Bilaga 8 Bilaga 9 Bilaga 10 Bilaga 11 Brief WBS- Work Breakdown Structure Gantt-Schema Kravspecifikation Funktionsanalys Användarstudie Gardermoen Flygplats Vidareutveckling av användarstudie Resultat av idégenerrering Resultat av idégenerrering Konceptförslag FEM-beräkningar 5

6 1 Inledning Examensarbetet på 22,5 p har utförts av Pär Nyström och Helén Holmgren. Arbetet är den avslutande delen i studenternas utbildning på innovations- och designingenjörsprogrammet vid fakulteten för teknik och naturvetenskap vid Karlstads universitet under vårterminen Uppdragsgivare har varit Medema EasyTravel AS som är verksamma vid Gardermoen Airport. Handledare har varit Lennart Wihk och Monica Jakobsson har varit examinator, båda är verksamma på Karlstad univeristet inom fakulteten för teknik och naturvetenskap. 1.1 Bakgrund Uppdragsgivare är det norska företaget Medema EasyTravel AS. Företaget hjälper passagerare med speciella behov på Gardemoens flygplats utanför Oslo. De senaste åren har man sett en kraftig ökning i antalet åtaganden och prognosen är att ökning kommer att fortsätta de kommande åren. Idag används tre olika rullstolar på flygplatsen, två på terminalen och en för att hjälpa resenärer in i flygplanet. Företaget vill att de rullstolarna ska vara enklare att använda för både personalen och resenärerna. Det finns också önskemål om en speciell design så att rullstolarna skall finnas lättåtkomliga och synliga på flygplatsen. 1.2 Problemformulering När man tänker på en rullstol idag så förknippar många denna med något trist och ointressant. Rullstolarna står ofta i oordning och ofta är någon del av stolen defekt på grund av ovarsam behandling. Personer som använder rullstol på offentliga platser upplever ofta problem med i- och urstigning i stolen och bagage, kryckor och liknande försvårar momentet ytterligare. Projektets problemformulering blev därför att skapa en rullstol som tilltalar människor att vilja använda dem. Smarta lösningar för bagageförvaring, ett sätt att förvara stolarna på och bra ergonomi för både brukare och användare är viktiga delar på den nya stolen. 1.3 Syfte Genom att använda sina förvärvde kunskaper inom projektarbete och designprocessen ska studenterna medverka till att lösa Medema EasyTravels problem med sina idag befintliga rullstolar. 6

7 1.4 Målsättning Att för Medema EasyTravel kunna presentera en prototyp av en ny rullstol med nytänkande gällande design och funktionalitet. Resultatet ska presenteras i form av en akademisk rapport inlämnad till examinator samt visas upp på vid en mässa vid Karlstads universitet. 1.5 Avgränsningar Projektet kommer att sträcka sig över 15 veckor på heltid vilket motsvarar 22,5 högskolepoäng. Slutgiltiga säkerhetstester och kvalitetskontroller och färdiga konstruktionsritningar kommer ej att falla inom projektets tidsramar. Studenterna har även en budget att hålla sig till med avseende på skissmaterial, resor etc. 7

8 2 Genomförande Examensarbetet genomfördes enligt designprocessen. En arbetsmetod som båda studenterna är vanna att arbeta med då den utgör grunden på Innovations & designingenjörsprogrammet. 2.1 Brief En brief är ett dokument som tas fram tidigt i projektet. Detta dokument är till för att kontrollera att de som ska genomföra projektet har förstått och uppfattat uppdragsgivarens projektbeskrivning korrekt. En brief ska innehålla en kort bakgrund om uppdraget, vilka mål som finns samt kontaktinformation till inblandade kontaktpersoner. Viktigt är också att eventuella avgränsningar finns med. För att göra dokumentet gällande så måste sedan båda parterna godkänna briefen (Österlin 2003: 28). 2.2 Planering Vid planering av designprojekt är det viktigt att redan från början klargöra målsättning, det vill säga vad projektet ska leda till. Vad ska göras för att komma dit, etappindelning och hur mycket tid respektive etapp kräver är punkter som är alla viktiga delar som projektgruppen skall vara överens om. För att få mer insyn i vad som måste göras så görs sedan ett WBS-schema (Work Breakdown Structue) som är en hierarkisk beskrivning av det aktuella projektet och vilka olika delar som ingår. Resultatet av en WBS blir en tydlig bild av projektet med detaljinformation om vad som måste göras och vem som ska göra vad. Denna typ av schema saknar däremot en tidsaxel (Eklund 2002:73-75). Ett enkelt sätt att även få grepp på hur lång tid de olika faserna och uppgifterna kommer att ta är att göra ett Gantt-schema. Gantt-schemat byggs upp med en tidsaxel och staplar för varje del, på så sätt blir projektets delar och tid tydligt. När projektet är genomfört är ett Gantt-schema bra för att jämföra hur de olika delarna följdes upp (Eklund 2002:81). 2.3 Kravspecifikation I en kravspecifikation definieras de funktioner som produkten ska äga. Med funktioner menas inte enbart delar som ska fungera utan även utseendemässiga delar. Det är viktigt att kravspecifikationen inte blir allt för preciserad från början då begränsas utrymmet för att söka nya lösningar till problemet. Under projektets gång kan kravspecifikationen ändras allt eftersom idéer tas bort och lösningar fastlås. Konceptvalet är ett exempel på justeringstillfälle då kravspecifikationen kan ändras, dock måste den stämma överens med briefen. Kravspecifikationen kan efter avslutat projekt övergå till produktspecifikation som reglerar tillverkningen (Österlin, 2003:43). 8

9 2.4 Funktionsanalys En funktionsanalys är en sammanfattning av de olika funktionerna och egenskaperna som det färdiga konceptet ska inneha. Genom att analysera funktionerna istället för färdiga idéer utesluts inga lösningar för tidigt. Funktionsanalysen genomförs genom att ett substantiv sätts framför ett verb som tillsammans beskriver en funktion eller egenskap. De olika funktionerna rangordnas i tre olika klasser, huvud- (kan endast vara en), nödvändig- och önskvärd funktion (Landqvist, 2003: 34-36). 2.5 Research Under researchfasen insamlas den bakgrundsinformation samt inspiration som behövs för att genomföra projektet. Vilka delar som ingår i researchdelen beror på projektets struktur och anpassas därefter Användarstudie Designers är inte användare av alla produkter som ska utvecklas och behöver därför se hur brukare använder produkten. Under en användarstudie testas eller inspekteras användandet av produkten som ska utvecklas. Bra hjälpmedel för att förstå brukaren är videokamera, kamera eller intervjuer. Detta för att förstå vilka problem som finns samt upptäcka det användarna upplever som dåliga egenskaper (Österlin 2003:94) Benchmarking För att få en uppfattning av vad som finns på markanden, det vill säga vad konkurrenterna har, genomförs en benchmarking (konkurrentanalys). Konkurrenter kan även vara producenter som ligger utanför det aktuella området, exempelvis inom områden som har lösningar som går att applicera på produkten som ska utvecklas (Johannesson, Persson, Pettersson 2004: ) Usability Gränssnitten mellan människa och produkt är viktigt för hur bra användbarhet, usability, produkten innehar. Gränssnittet är den platsen där interaktionen mellan produkten och människan sker. Usability definieras enligt följande: Inlärning. Systemet skall vara enkelt att lära sig, så att användaren snabbt kan använda de funktioner som finns och uträtta något. Effektivitet. Systemet skall vara effektivt att använda så användaren efter inlärning snabbt kan uppnå hög produktivitet. Repeterbarhet. Systemet skall vara lätt att komma ihåg, så att användaren kan återvända efter en tids frånvaro utan att hela systemet måste läras in på nytt. Man kan även använda funktioner som användare är vana att använda och på så sätt känner igen. Fel. Systemet skall vara utformat så att fel i möjligaste mån inte uppstår. Det skall också vara enkelt att åtgärda uppkomna fel. Tillfredsställelse. Systemet skall upplevas som tillfredsställande att arbeta med. (Bridger,2003: kap.15-16) 9

10 2.5.5 Sittergonomi och människomått Sitsen på rullstolen ska anpassas med hänsyn taget till de mått som är framtagna på den genomsnittliga människan. Alltså ett medel för både män och kvinnor. Dock får ramen och därmed indirekt sitsen ej bli för bred då den måste komma in i vissa trånga passager på flygplatsen, så som säkerhetskontroller och hissar. Sittmöbler bör vara utformade enligt måtten i tabell 1 (Berglund 2001:16-17). Måtten är riktlinjer för utformandet av en sittmöbel som ergonomiskt sett är ett mellanting mellan vilstol och en kontorsstol. Stor del av kroppstyngden skall ligga på ryggstödet och typen av stol lämpar sig i väntrum, biosalonger och hörsalar där inget bord krävs. Dessa mått passar även in på den situation som en rullstol används i. Sitthöjd Sittdjup Sittbredd 42 cm (i framkant) 44 cm 42 cm (minimum) Sitsens lutning 8 o (kan vara upptill 15 o ) Ryggstöd Avs. mellan armstöd 46 cm Armstöds höjd Armstöds längd Armstöds bredd 42 cm (minimum) 23 cm 30 cm 6 cm Tabell 1 Mått för utformandet av en sittmöbel Medelmått för män och kvinnor (Medel M, Medel K) samt 95:e procentilen för män (Stor M) och 5:e procentilen för kvinnor (Liten K) används som riktlinjer för rullstolens mått så den ska passa många användare utan att justeras. Utöver det görs en ökning eller minskning på måtten för användare över 65 år (+65). Måtten är en sammanställning som bygger på ett tiotal av de största undersökningarna gjorda i Sverige. Undersökningarna är gjorda vid inskrivning av värnpliktiga, hälsoundersökningar etc. Den ungefärliga åldersgruppen för undersökningarna har varit mellan år. Förutom de tio svenska undersökningarna så har även fyra av de mest omfattande mätningarna från andra länder använts för att få ett så gångbart medel som möjligt vid olika konstruktionssituationer. (Berglund 2001:16-17) Alla mått är angivna i centimeter. Stor M Medel M Medel K Liten K +65 A sits-hjässan B sits-skuldra C armbåge-sits D golv-knäveck E stutts-knäveck

11 F kroppslängd G armbågshöjd H armbågsbredd I stutsbredd 41* * stösrta måttet 45 cm, 95:e precentlien för kvinnor( ) Bild 1 Mått vid stående respektive sittande, från sidan och bakifrån 2.6 Rullstolens uppbyggnad Det finns en rad punkter som tillsammans ger en lättmanövrerad rullstol. En kombination av dessa ger en rullstol med lågt rull- och svängmotstånd vilket är det optimala för brukare och användare. Drivhjulets placering är den faktor som har störst inverkan på balanseringen och viktfördelningen för rullstolen. Idag eftersträvas på de flesta rullstolar en kort hjulbas vilket innebär att totala längden kan minimeras. Har man en kort hjulbas kommer även svängmotståndet att minska eftersom länkhjulet behöver rotera en mindre sträcka. Placeringen är även individuell för olika personer eftersom tyngdpunkten ligger olika för olika personer. Detta har gjort att drivhjulen på många rullstolar är justerbara för att varje individ ska kunna hitta sin egen optimala placering. Vanlig hjulplacering är att 90-95% av tyngden ligger på drivhjulen och 5-10% ligger på de främre länkhjulen. Detta ger för många en välbalanserad stol som är lätt att manövrera. Att ha drivhjulen längre fram ger även en naturlig rörelse för att driva rullstolen framåt. Enda nackdelen med denna fördelning av tyngden är att den blir något ostabil när det gäller att tippa bakåt. För att minimera den risken kan placeringen 75% av tyngden på drivhjulet och 25% länkhjulet användas. Rullstolen blir då inte lika smidig och lätt att svänga med. 11

12 Även andra aspekter spelar in när man vill få en lättmanövrerad rullstol. Lager, däck och hjulvinklar är alla exempel på faktorer som spelar in positivt eller negativt på stolens köregenskaper. Ytterligare ett sätt att underlätta framdrivningen och stabiliteten av rullstolen är att förse drivhjulen med såkallad cambervinkel. Med detta menas att drivhjulen monteras med en vinkel så att de pekar något inåt i överkant. Fördelarna med detta är ökad stabilitet, en mer lättsvängd stol samt att det blir lättare att hålla en utsatt kurs. Den största nackdelen med cambervinkel är att den gör att stolens totalbredd ökar. Vilken vinkel som man skall använda är helt kopplad till vilken situation som den ska användas i. Rullstolar för användning inom sport t.ex. tennis ger en bred stol på grund av den stora cambervinkeln. Skillnaden mellan en stol med cambervinkel och en stol utan detta visas på bild 2. Bild 2 Rullstolen bakifrån utan cambervinkel till vänster och med cambervinkel till höger Däcken bör anpassas efter var rullstolen är tänkt att användas. Till exempel ger ett tunt hårdpumpat hjul lågt rull- och svängmotstånd, men den dåliga friktionen gör att fästet blir sämre vid halt underlag. Ett bredare däck ger i sin tur bättre grepp men tyvärr kräver dessa mer muskelkraft för att manövrera. Trots att drivhjulen anses vara den viktigaste faktorn för att få en bra stol så är det viktigt att länkhjulen inte är för små. Detta ger nämligen svårigheter att ta sig över små hinder som trösklar etc. En självklarhet är att rullstolen är utrustad med bra kullager både för drivhjulet och för länkhjulet. Detta minskar både rull- och svängmotståndet avsevärt. 2.7 Idégenerering För att förbättra idéproduktionen finns olika kreativitetsmetoder som bryter det vanliga tänkandet och gör att idéer som är out of the box kommer fram. För att metoderna ska fungera får det inte finnas några så kallade idea killers, som snackar ner idéer genom att exempelvis säga att det inte funkar eller är för dyrt. Det är även viktigt att det är tempo i kreativiteten, genom att fundera för länge blir tänkandet ofta kognitivt. Även miljön som väljs för att genomföra metoderna är viktigt. En kreativ miljö med bra resurser gör att metoderna får ett bättre utfall. Kreativitetsmetoden As easy as 563 används för att reducera de negativa effekterna som kan uppkomma vid vanlig brainstorming. Fördelen med metoden är att alla deltagarna måste vara delaktiga och bearbeta varandras idéer. Vid utförande av As easy as 563 är det optimalt att vara fem personer. Deltagarna skriver under sex minuter ned tre idéer som sedan skickas runt till varje deltagare som utvecklar och förbättrar idéerna. 12

13 Random Input är en kreativitetsmetod som gynnar divergent tänkandet. Det divergenta tänkande är det kreativa och ologiska tänkandet till skillnad från det mönster och schematiska kognitiva tänkandet. Metoden hjälper att bryta deltagarnas vanliga mönstertänkande och ger nya tankebanor. Vid genomförandet av metoden samlas ord (kan även vara händelser eller metaforer) som slumpmässigt valts ut. Deltagarna får sedan skriva ner de första attributen, funktionerna och associationer som de tänker på. Dessa tillämpas sedan på det givna problemet. (Michanek, 2004) Brainstorming är en metod där deltagarna ska komma på så många idéer som möjligt under en viss tidsperiod. Det är viktigt att inga idéer ses för konstiga eller ointressanta då det hämmar deltagarna i deras kreativa tänkande. (Österlin 2003: 42) Slipwriting är en utvecklad och bättre form av brainstorming där alla deltagarna blir delaktiga. Deltagarna skriver ner sina idéer på lappar som samlas i en skål eller dylikt. Lappar dras sedan ur skålen och deltagarnas ska då tillsammans kombinera ihop de olika idéerna till nya lösningar på det givna problemet. 2.8 Konceptutveckling Idéutveckling Under tiden som en produkt utvecklas är det vikigt att de olika idéerna kan värderas mot varandra. Detta är viktigt så att den slutgiltiga produkten verkligen motsvarar de krav och önskemål som fanns från början. För att testa och värdera de olika idéerna finns olika matriser och metoder. Spindelvävsdiagram är en metod som ger en lättöverskådlig bild av hur bra idéer motsvarar de krav och önskemål som den slutgiltiga produkten ska medföra. För att bygga upp ett spindelvävsdiagram behövs fem till sju kriterier som alla har skalan 0-5, där 5 är bäst och ligger ytterst. Ju längre från centrum en idé har sin kurva desto bättre tillfredsställs kraven och önskemålen. Det är viktigt att kriterierna diskuteras fram av projektgruppen och att bedömningsproceduren inte tar för lång tid, ca 15 min på varje del är rimligt. (Michanek 2007: ) Färg och material När man gör färgval ska man ta hänsyn till att färger upplyser, förskönar och väcker känslor som till viss del beror på kultur och religion. Människan har även genetiskt och instinktivt bestämda reaktioner som initieras av olika färger. Grönt verkar lugnade och ger ett intryck av att vara förtroendegivande. Det står också för det fräscha, oerfarna och ungdomliga. Färger står sällan helt ensamma, så man bör tänka på att färger på föremål påverkas av det som finns i bakgrunder eller står bredvid (Bergström 1995). Exempelvis signalerar gult vaksamhet och tillsammans med svart text är den snabbast och lättast att lästa. 13

14 D Modellering ProEngineer är ett CAD program som bygger på vektorer. Med hjälp av programmet kan man bygga upp och måttsätta figurer med noggrannhet (Österlin 2003:66). Med hjälp av delen i programmet som kallas Mechanica kan beräkningar utföras vid olika belastningsfall, dessa beräkningar kallas FEM. Rhinoceros är ett ytmodelleringsprogram som inte har samma noggrannhet som ett CAD program men är enklare att arbeta fram presentationsrenderingar då en snyggare yta och form erhålls. 14

15 3 Resultat För att göra det stora projektet enklare att arbeta med valde studenterna att till en början dela upp rullstolen i olika delar. Största delarna ansågs vara chassi, armstöd, fotstöd och handtag. Mindre delarna ansågs vara bagageförvaring, kryckförvaring och även det benstöd som fanns med som önskemål från Medema. För att knyta samman alla delarna och få en enhetlig design valdes utseende och den känsla som ville uttryckas med rullstolen sist. Studenterna skev en brief som godkändes av både uppdragsgivaren och handledaren, se bilaga Planering Efter det att projektet startats upp gjordes en gemensam projektplanering i form av ett WBS och ett Gantt-schema. Projektet är baserat på designprocessen och innehåller följande huvuddelar. 1. Projektstart/planering 2. Research 3. Idégenerering 4. Konceptval 5. Konceptutveckling 6. Presentation Längden på researchdelen förkortades något. Detta eftersom en norsk högskola redan genomfört en omfattande research gällande användarbehoven på flygplatsen. Mer tid valdes därför att lägga på idéutveckling och prototyp. Eftersom uppdragsgivaren i sin projektbeskrivning noga påpekat att målet skulle vara en prototyp så har mycket tid planerats till testande och byggande. Resultatet av WBS finns i bilaga 2. Det ursprung samt hur utfallet blev av Gantt-schemat finns i bilaga 3. Dessa visar hur planeringen stämde i jämförelse till det verkliga projektets gång. Den visar också svårigheten i att hålla sig till en tidsplan och att ett Gantt-schema alltid är ett levande dokument Kravspecifikation Se bilaga Funktionsanalys Se bilaga Research Användarstudie För att förstå hur arbetet går till deltog studenterna under en hämtning och lämning av resenärer på Gardermoens flygplats. Vid en hämtning får resenärerna hjälp när de kommer till flygplatsen och blir då placerade i en rullstol och körda till incheckning vidare genom säkerhetskontrollen och slutligen till respektive gate. Om resenären inte överhuvudtaget kan gå lyfts resenären över till den mindre stolen och körs in i flygplanet. En hämtning går till på liknande sätt, här ställs även krav på att rullstolen 15

16 ska komma in i hissar där endast två rullstolar får plats. Bilaga 6 visar vilka problem som studenterna uppmärksammade under användarstudien på Gardermoens terminal. För att få en bättre insikt i hur situationen i rullstolen upplevs undersökte studenterna de problem som uppmärksammats när de deltog som medarbetare för Medema. Ett stort problem är i- och urstigningen ur rullstolen då fotstöden är i vägen och resenären måste sätta sig hastigt ner i rullstolen. Handbagage och kryckor (även käpp och stavar) är ett annat problem som upplevdes som störande då dessa placerades i resenärens knä. Sittkomforten är inte jättehög men de flesta är nöjda med att sitta istället får att behöva gå den långa sträckan. För större personer är sittkomforten låg då mått på flygplan och säkerhetskontroller sätter gräns för en bredare stol. Även den som hjälper den rullstolsbundne drabbas av brister i dagens rullstol. Vid assistans uppleves snabbt en trötthet i underarmarna på grund av ergonomiskt fel utformade handtag. För Medemas medarbetare kan detta i längden möjligen leda till en arbetsskada. Resultatet från vidareutvecklingen av användarstudien finns i bilaga Benchmarking Resultatet av benchmarkingen är att de allra flesta rullstolarna som finns utplacerade i offentliga miljöer är utformade som rullstolar har sett ut en längre tid. Ofta med många lösa och justerbara delar som är onödiga för det bruk de ska användas till. Rullstolarna passar inte in i omgivningen de står i, vilket ofta leder till att de förvaras i skymundan exempelvis under trappor. De offentliga miljöer som studerades på plats var, centralstationen i Göteborg, shoppingcenter i Karlstad och Charlottenberg, IKEA, och varuhuset NK i Göteborg. Med hjälp av Internet (1) söktes fler offentliga miljöer fram som är mer svårtillkomliga så som flygplatser i Japan, USA, och Afrika. Även hemsidor för tillverkare av rullstolar undersöktes (2). Utöver rullstolar gjordes liknande sökningar på barnvagnar där design är otroligt viktigt för produkten.. Bild 3 Rullstolar som används på Gardermoen Airport 16

17 3.2.3 Användare och målgrupp Rullstolen ska finnas tillgänglig på Gardermoens flygplats och ses av ett stort antal resenärer varje dag. Så förutom användarna finns även en målgrupp som enbart ska gilla utformningen. De olika användarna av Medema EasyTravel s rullstolar har delats upp i fyra grupper. Användare 1 Dessa personer har ingen egen rullstol men behöver trots detta hjälp att förflytta sig på flygplatsen. De får därför alltid assistans av Medema EasyTravel personal eller av någon i resesällskapet, då en ovan person har svårt för att köra en rullstol själv. Dessa resenärer har vanligtvis kryckor eller käpp med sig och behöver i regel inte hjälp in i flygplanet. I denna grupp ingår resenärer som brutit benet eller skadat sig på semestern eller som har nedsatt rörelseförmåga (exempelvis äldre med dåliga knän). Även resenärer i permobil behöver assistans för att förflytta sig runt på flygplasten då de checkar in sin permobil vid ankomst. Användare 2 Personen i fråga är rullstolsbunden och har sin egen rullstol med sig ända fram till påstigningen. Där lyfts resenären över till en mindre rullstol som de sedan transporteras in i flygplanet med. I vissa undantagsfall kan rullstolen behöva checkas in. I dessa fall krävs en rullstol som resenären själv kan förflytta sig med runt på flygplatsen. Användare 3 Personal för Medema EasyTravel, kör dagligen resenärer i rullstolen över hela terminalen även i flygplanet. Personalen utför lyft mellan olika rullstolar samt från rullstol till flygplansstol. Arbetar ofta i en stressad miljö har ofta båda händerna upptagna under körningen då ofta två resenärer körs eller en resenär tillsammans med bagagevagn. Användare 4 Resesällskap till resenären som behöver en rullstol, är ovan att köra rullstol. Hämtar rullstolen hos Medema EasyTravel och lämnar den innan påstigningen av flygplanet. 3.3 Idégenerering Idégenereringen har skett både mellan de två studenterna och tillsammans med en grupp kreativa människor. Metoder som används beskrivs i kapitel 2.4. Resultatet finns att ta del av i bilaga 8 och bilaga Konceptutveckling Rullstolens delar Rullstolen har många olika delar som fungerar oberoende av varandra. Studenterna valde därför att utveckla koncept kring varje del och senare sätta ihop delarna till ett komplett koncept. Rullstolens delar är uppdelat i armstöd, handtag, fotstöd, benstöd, ram och stapelbarhet. För att vet vilka idéer inom de olika delarna som i högsta grad motsvarade kraven och önskemålen bedömdes de med hjälp av spindelvävsdiagram. 17

18 Skalan som används är från noll till fem, där följande siffror motsvara olika nivåer på hur idén fungerar: 0 = Fungerar ej 1 = Fungerar dåligt 2 = Fungerar så där 3 = Fungerar ok 4 = Fungerar bra 5 = Fungerar utmärkt Nedan finns en kort beskrivning av vad som idag önskas av de olika komponenterna på en rullstol på Gardermoen. Resultaten från utvecklingen av de olika delarna finns uppdelade i bilaga 10. Armstöd Funktionen för armstöden är att de ska hjälpa resenären att lättare ta sig i och ur rullstolen samt ge komfort under transport. Armstöden får i uppfällt eller bortfällt läge inte bredda måttet på rullstolen då det kommer att medföra svårigheter att passera smala passager som exempelvis inuti flygplanet. Handtag Rullstolen ska användas av många personer som alla har olika erfarenhet och är olika långa. Därför är det viktigt att handtaget ska passa så många som möjligt. Handtaget måste vara utformat så det lätt kan styras med både en hand eller båda händerna. Vid lyft får inte handtaget vara hindrande, det vill säga de får inte sticka ut för mycket eller vara för högt ovanför sitsens rygg. Fotstöd Då de flesta som använder rullstolen sätter sig själva i sitsen utformades fotstöden efter deras behov. Fotstöden måste enkelt gå att få bort vid i och urstigningen. För de som assisterar rullstolen ska momentet kring fotstödet fungera så smidigt som möjligt. Benstöd Vid skadat ben, exempelvis brutet ben eller knäskador, är det viktigt att det finns ett stöd som resenären kan vila sitt ben på. Rullstolen ska helst inte ha några lösa delar som går att ta av och sätta tillbaka. Alla funktioner ska alltid finnas på rullstolen då personalen på Medema från fall till fall inte vet vilka krav som ställs på rullstolen. Ram Kraven på ramen är framförallt att den ska vara robust och enkel att tillverka. Eftersom det inte ska finnas några delar som är justerbara i längd eller höjdled är ramen en solid konstruktion. Samma ram ska fungera både med stora drivhjul och små hjul, på så sätt hålls kostnader nere och alla rullstolan får ett gemensamt formspråk. Stapelbarhet En viktig funktion som projektets rullstol ska äga är stapelbarhet. För att göra detta möjligt har denna punkt funnits med vid utveckling av både ram och fotstöd. Ett fungerande system på denna punkt skulle innebära stor lättnad för projektbeställarens medarbetare då flera stolar kan transporteras samtidigt. 18

19 Förvaring Önskvärt för en rullstol är även att det finns någon sorts förvaring för bagage, kläder och även för resenärens kryckor. Svårigheten med detta visade sig vara att det sker en förskjutning av den totala tyngdpunkten om man lägger på en ytterligare last. Detta kan göra att rullstolen blir ostabil. Färg, form och material På detta område har tanken varit att hitta ett färg- och formspråk som kan gå att variera utifrån varje individ eller företags önskemål. Rullstolen ska uttrycka och inge en annan känsla än vad som idag förknippas med en rullstol D modellering För att illustrera de idéer som studenterna tagit fram med hjälp av markers och blyertsskissar användes Rhinoceros. I programmet skapas 3D modeller som används både vid konceptval och slutpresentation, samt för test av olika funktioner vid idéutvecklingen. För mer exakta mått, ritningar och hållfasthetsberäkningar användes ProEngineer. Mechanica användes för att provbelasta och se att vald ramkonstruktion, material och dimension var brukbara, resultat se bilaga Möten och presentationer Möten med uppdragsgivaren har skett både på plats på Gardermoen i Norge och på Karlstads universitet. Första mötet ägde rum redan den 9 januari. Då en grundlig projektbeskrivning gjordes. Studenterna fick en första inblick i Medema EasyTravels arbete och vilka förutsättningar som kom att gälla för projektet både ekonomiskt och kravmässigt. Andra mötet februari var i samband med den användarstudien som gjordes under en två dagar lång vistelse på flygplatsen. Under möte med företagets representanter ändrades vissa av de önskemål som tidigare kommit från Medema. Detta resulterade i sin tur i att den brief och den kravspecifikation som skrevs i inledningen av projektet kom att ändras. Ändringen innebar att projektet skulle inrikta sig på den rullstol som möjliggör transport av resenären in i flygplanet. Tredje mötet ägde rum på Karlstads universitet den 7 april och var en första presentation av de idéer som studenterna valt att utveckla. Då nya viktningar av önskemål och nya krav återigen kom från uppdragsgivaren så gjordes ännu en justering av breif, kravspecifikation. Under mötet bestämdes att nästa möte skulle ske via telefon och att detta skulle bli det konceptval som sen skulle tas vidare till en prototyp. Bilder och renderingar skickades via mail och diskuterades under detta telefonmöte. 19

20 Under hela projektet har möten skett med handledare från universitet. De handledare som studenterna haft under projektets gång är: Lennart Wihk Göran Karlsson Hans Johansson Lars Jacobsson Maskinteknik, Innovation och design Projekthandledare Maskin och Materialteknik Tillverkning, material och verkstadsutrustning Programledare Maskin ingenjörprogrammet. Konstruktion, material och hållfasthet, FEM beräkningar Maskinteknik Pro-E och konstruktion Under projektet har tre stora presentationer hållits. Den första var en delredovisning för studenter, handledare och examinator den 10 mars på Karlstads universitet. Nästa var slutredovisning på Karlstads universitet den 27 maj 2008 inför studenter från olika program och inriktningar samt universitetspersonal. Slutredovisningen för uppdragsgivaren hölls under utställningsdagen den 29 maj på Karlstads universitet. 3.6 Slutgiltigt konceptet Det slutgiltiga konceptet som projektet resulterat i är en rullstol som tar steget bort från den traditionella rullstolen. Linjerna är enkla och smarta lösningar för både benstöd, fotstöd och stapelbarheten gör att detta blev ett slutgiltigt koncept. Armstöd Armstöden har utvecklats från ett av de redan befintliga armstöden på en av Medemas rullstolar. Detta eftersom Medema är nöjda med den mekanism som finns på denna stol för att fälla upp armstöden. Därför har istället ändringar gjorts på komforten på armstödet. Ett plattare armstöd med vadering och tyg med sömmar i accentfärg blev resultatet, se bild 4 nedan Bild 4 Armstödens funktion 20

21 Samma tyg och accentfärg som användes på armstöden kom också att användas för dynorna på sits och ryggstöd. Dessa dynor är dessutom avtagbara för att lätt kunna rengöras eller för att byta uttryck för stolen. Handtag Här har valts en rundare form mot traditionella handtag. Eftersom ett krav från uppdragsgivaren varit att stolen ska kunna manövreras med en hand så ger det utvecklade handtaget möjlighet till olika grepp. Ergonomiskt så blir det nya handtaget även mera skonsamt mot den som assisterar då handledsvinkeln blir mer neutral. Bild 5 Ergonomiskt handtag Fotstöd Fotstödet blev en enkel konstruktion för att kunna bibehålla stabiliteten och samtidigt möjliggöra en enkel i och urstigning för resenären. I själva fotplattan finns ett urtag som är en förutsättning för stapelbarheten. I uppfällt läge passar spåret ihop med en upphängning på insidan av framförvarande stol. Bild 6 Uppfällbara fotstöd 21

22 Benstöd En lösning där ett benstöd finns som kan flyttas från sitt mittläge till antingen höger eller vänster sida av stolen beroende av behov. Efter användning så fälls benstödet lätt in igen och skjuts in under sitsen. Anledningen till att ett justerbart benstöd valts istället för två är att en låg vikt på stolen är eftersträvbar. Bild 7 Benstödets funktion Ram Eftersom denna rullstol ej behöver kunna fällas ihop eller vara justerbar så har detta gett möjlighet att tillverka en ram där antalet delar kunnat minimeras. Detta har gett en förhållandevis enkel ramkonstruktion som har hjälpt till att komma ifrån det traditionella ramverket för en rullstol. Utmärkande för den nya ramen är dess inåtvinklade framdel. Det är detta som gör denna rullstol stapelbar i varandra. Ytterligare en funktion som bearbetats är möjligheten att på en och samma ramkonstruktion kunna byta från stora drivhjul till en mindre variant av hjul. Detta skulle medföra att en rullstol med de mindre hjulen skulle vara möjlig att använda på hela terminalområdet och även in på flygplanen. Dock skulle detta innebära att resenären skulle behöva assistans under hela vistelsen på terminalen av antingen medarbetare från Medema eller hjälp från en medresenär. Om denna lösning skulle vara möjlig krävs en mycket exakt måttbestämd ram. Detta för att undvika att en alltför smal ram tas fram vilket skulle medföra att rullstolen kan bli instabil. Bild 8 nedan visar skillnaden mellan stol med stora och små hjul. Bild 8 Skillnaden mellan bred och smal ram Fördelen med ramen är att sidostycken är samma på både den smala och den breda rullstolen, även ryggdelen och handtaget är samma. Det som skiljer de två ifrån varandra är längden på det två stag som sitter under sitsen och binder samman sidostyckena. Fördelarna är att vid tillverkning hålls kostanden nere då endast en ram behöver tillverkas som fungerar för två olika varianter av rullstolar. Med dessa två kan behoven av rullstolar tillgodoses på Gardermoens terminal. 22

23 Stapelbarhet Detta är en av de egenskaperna tillsammans med rullstolens design som gör detta till en unik rullstol. Denna funktion gör också att denna rullstol blir intressant för andra offentliga miljöer då de snyggt och enkelt kan staplas i tåg. Bild 9 Staplade rullstolar samt upphängning längst till höger Förvaring De förvaringsproblem som har lösts är problemet med resenärens kryckor som kommer att fästas på baksidan av stolen. Anordningen fäst på ramen och består av en behållare som fungerar både för kryckor, käpp och stavar och en fästanordning bestående av karbonhake, vajer och en ögla. Bild 10 Förvaring för kryckor, käpp eller stavar Färg, form och material För att rullstolen ska smälta in i omgivningen valdes en mattsvart färg på ramen och en neutral grå-svart färg på dynorna till sitsen. Till de delar på rullstolen som har funktion användes en grön-gul accentfärg för att göra det enklare för ovana användare att förstå de olika funktionerna. Accentfärgen ger även rullstolen ett speciellt utryck som kan varieras beroende var rullstolen ska placeras. Fotot kan även bytas ut mot en reklamplats. Bild 11 visar de valde färgerna, materialen och fotot på baksidan. Bild 11 Foto på baksidan, gröngul accentfärg, ljust trä material, mattsvart och grått tyg. 23

24 Sitsen är i ljust trämaterial som stämmer överens med det trä material som används på Gardermoen. Även den grå nyansen och det svartvita fotot stämmer överens med färgtoner och uttryck på flygplasten. På bild 12 syns takkonstruktionen och detaljer från Gardermoens välkomsthall som legat till grund för färg, material och uttryck på rullstolen. Bild 12 Takkonstruktion och detaljer på Gardermoensflygplats Formspråket på rullstolens ram ger ett enkelt och robust intryck. Rullstolen går inte att vika ihop vilket minskar risken för att den blir stulen. Även den mer offentliga, bland annat genom fotot på baksidan, och den inte karakteristiska rullstols formgivningen bidrar till att rullstolen blir mindre stöldbegärlig. Bild 13 Slutgiltigt koncept 24

25 3.7 Prototyp tillverkning Eftersom en prototyp av det slutgiltiga konceptet skulle tillverkas i skala 1:1 så blev detta en stor utmaning för studenterna. Eftersom rullstolen består av så många komponenter så tillverkades vissa av delarna parallellt för att kunna vara så tidseffektiva som möjligt. Tillverkningen har skett i verkstadslokalerna på Karlstads universitet. Där finns tillgång till all den utrustning som kom att behövas under tillverkningen. Studenterna har fått använda svetsning, kapning, svarvning och annan bearbetning för att kunna ta fram alla komponenter. All tillverkning har även gjort att bättre förståelse har fåtts för konstruktion och tillverkning, erfarenhet som är svår att få genom att bara ta del av litteratur. Stödet från verkstadspersonalen har varit av stor vikt för det lyckade resultatet Bild 14 Svetsning i verkstaden Bild 15 Test och mätning Prototypen genomgick en rad förändringar och justeringar under hela dess uppbyggnad. Bilderna 14 till 17 visar några av de steg ram och komponenter gått igenom för att slutligen nå det resultat som valdes att presenteras. Bild 16 Tillverkning av delar Bild 17 Komponenterna har målats Bild 18 En första montering 25

26 3.8 Förbättringar När prototypen stod färdig och de första testerna gjordes så upptäcktes en rad förbättringar som bör göras. Det är framförallt två huvudkomponenter som bör förbättras och det är fotstöden och armstöden. De mekanismer som används för att fälla respektive del fungerar bra och kan utformas på samma sätt. Men dess hållfasthet är ej tillräcklig. Delarna måste dimensioneras upp för att tillgodose den robusthet som Medema önskar. Handtaget fungerar bra ergonomiskt sett och den är behaglig att köra, dock bör man göra ett grövre grepp en prototypens. Detta för att få ett bekvämare grepp och stolen blir även mer lätt manövrerad. Ytterligare en detalj som bör nämnas är att det inte är lämpligt att ha hjul, lager och hjulaxel i plast. Tyvärr uppnås inte samma stabilitet i rullstolen när dessa material används. Anledningen till att komponenterna har gjorts i plast är att en tidigare modell som används på flygplatsen klarar metalldetektorer. 26

27 4 Diskussion Marknaden av rullstolar idag är begränsad till ett fåtal tillverkare. Dessa företag har i sitt produktsortiment en rad rullstolar av olika modeller. Genomgående för alla modeller på marknaden idag är en formgivning och ett uttryck som enligt många av både användarna och brukarna anser vara enformigt och omodernt. Det slutgiltiga resultatet tar ett steg bort från den traditionella rullstolen med en design som ger möjlighet att sätta en egen prägel på sin rullstol. Samtidigt har man uppnått många av de faktiska krav och önskemål som Medema ställt på produkten. Viktigt är att påpeka att den prototyp som studenterna tagit fram är en tidig version och vidareutveckling av vissa komponenter är troligtvis nödvändig för att göra den produktionsbar. Vi tror dessutom att en vidareutveckling av möjligheten att ha två variationer av en rullstol med en och samma ram som grund, är ett koncept med goda vinstmöjligheter. Detta då utvecklings och produktionskostnader kan hållas nere. Att uppdragsgivaren hade som mål att vi skulle ta fram en prototyp i projektets slutskede gjorde att vi snart insåg att mycket tid skulle behöva läggas på denna fas. Vanligtvis brukar tillverkning av en första prototyp eller modell, inte ta så lång tid. Men eftersom de flesta delarna på rullstolen har tillverkats av studenterna själva så var det nödvändigt att avsätta en ovanligt lång tidsperiod till modellbyggande. Vi vill ändå framhäva att för vårt projekt så var detta ett måste för se hur olika funktioner på stolen kom att fungera tillsammans. Utan pappmodeller i verkliga storlekar så hade det varit mycket svårt att komma fram till en konstruktion som motsvarade alla önskemål från Medema. Det har även gjort att vi insett de konflikter och problem som kan uppstå mellan designers och konstruktörer ute i arbetslivet. Vissa former och lösningar som designers tar fram är svåra eller i vissa fall omöjliga att tillverka vilket först visar sig när konstruktören får ta del av materialet. En mycket viktig del under projektet var den användarstudie som studenterna genomförde på Gardermoen i Norge. Detta tillfälle gav möjlighet att ta del av och se vilka problem människor med handikapp råkar ut för i det vardagliga livet. Situationer som för människor utan handikapp ser som bagateller kan lätt bli svåra eller omöjliga att lösa för någon med ett handikapp. Detta gav erfarenheter som var svåra att skaffa sig genom litteratur och tidigare rapporter. Projektet har som tidigare nämnts följt designprocessen i sitt upplägg. De flesta av faserna har fungerat väl, dock finns förbättringar som skulle kunna göras inför ett framtida liknande projekt. En av delarna som kunde förbättras är den brief som skrevs i projektets början. Denna kunde ha varit mer precis i sitt utförande, samt att den borde vara mer restriktiv mot att göra ändringar i briefen efter att de olika parterna i projektet godkänt den. Ytterligare ett problem som vi stött på under projektets gång är att den designprocess och det arbetssätt som vi är invanda med ej är förankrat ute på arbetsplatser idag. Detta har gjort att det uppstått svårigheter i att få uppdragsgivaren att förstå alla de steg som vi går igenom i designprocessen. Även en begränsning på hur mycket av rullstolen som skulle utvecklas kunde ha gjorts. Att på 15 veckor utveckla en ny rullstol med så många olika komponenter innebär en risk att man missar att utreda idéer och möjligheter på grund av tidsbrist. 27

28 5 Slutsats Projektet har resulterat i en rullstol som svarar mot de uppsatta målen. Funktioner som är specifika för Medema EasyTravels behov har integrerats i rullstolens utförande så som integrerat benstöd och särskilt handtag för möjlighet att manövrera två stolar samtidigt. Underlaget från projektet kommer förhoppningsvis att användas i Medemas fortsatta satsning på att göra resenärernas och medarbetarnas situation och arbete lättare. Då marknaden för rullstolar idag är begränsad så ser studenterna och Medema möjligheter till en ökad kundkrets om projektet tas till färdig produktion. Möjlighet till att enkelt variera dess design ger den potential att passa en bred kundgrupp i både på individnivå och för större organisationer. Med enkla medel kan färger och mönster ändras och passas in för olika ändamål. Ett köpcenter får sin specifika design för att locka kunder medan sjukhuset får en mer neutral färgkombination för att passa sitt ändamål. Dessa möjligheter tillsammans med möjligheten att enkelt och snyggt förvara ett antal rullstolar göra att den nya stolen är unik i sitt slag på marknaden. 28

29 Tackord Studenterna vill framförallt tack Medema EasyTravel As för möjligheten att genomföra detta examensarbete tillsammans med dem. Särskilt Dag Bunaes, driftansvarig på Medema, som även varit kontaktperson för studenterna förtjänar ett extra tack för sitt entusiastiska och framåtdrivande sätt att ta hjälpa studenterna. Tack även till Lennart Wihk som varit studenternas handledare under projektets gång. Wihk har varit ett stöd i arbetets gång och även kommit med personliga erfarenheter från tidigare projekt som varit till stor hjälp. Anställda vid Karlstad universitet som hjälpt oss med rådgivning inom konstruktionsdelarna förtjänar ett stort tack för den tid som ni lagt på att hjälpa oss. Slutligen vill vi tacka verkstadspersonalen vid Karlstad universitet för all hjälp under tillverkningen av projektets prototyp. Utan deras hjälp så hade detta projektet inte kunnat svara upp uppdragsgivarens förväntningar. 29

30 Referenser Litteratur Berglund, Erik. Sittmöblers mått. Hans Richter Läromedel, Strängnäs Bergström, Berit. Att välja färg. Byggforskningsrådet, Stockholm Bridger, Robert. Introduction to ergonomics, 2 nd edition. Routledge Taylor & Francis group, London and New York. Eklund, Sven. Arbeta i projekt.studentlitteratur, Lund, Johannesson, H. Persson, J-G.Pettersson, D. Produktutveckling effektiva metoder för konstruktion och design. Liber, Stockholm, Landqvist, Jan. Vilda idéer och djupodlande analys Om designmetodikens grunder. Carlssons Bokförlag, Lund, Andra upplagan Michanek, Jonas & Breiler, Andreas. Idéagenten 2.0 En handbok i ideamanagement. Brain Books, Stockholm 2004 Norsten, Åke. Drivkraft: körteknik, rullstolsteknik och metodik. Hjälpmedelsinstitutet Vällingby 2001 Österlin, Kenneth. Design i fokus- för produktutveckling. Liber, Malmö Internet 1 Flygplatser

31 2 Tillverkare