Konceptuell design av en elektroniskdockningsstation och positionerare för enportabel antenn

The presented work in this report is a master’s thesis at the machine design track at KTH Royal Institute of Technology. The work was commissioned by Ovzon through Svea Teknik AB. The T6 antenna in Ovzons antenna terminal portfolio is as of now fully manual in terms of positioning against satellites. The problem with this is that if the operator is situated in a vehicle, they are required to exit the vehicle and place the antenna on solid ground, aim it, and then return to the vehicle. To cope with the need of manually placing and aiming the antenna, a solution which enables the operator to fully control the antenna from within a vehicle is therefore desired. This work aims to develop a conceptual design that lets the antenna be mounted and automatically aimed against satellites while following tight dimension requirements. The work centered around a concept generating- and evaluation process where different main functions were identified, and to which concepts were formulated by brainstorming. The concepts were mapped with the help of a Functions/Means-Tree and then later evaluated with Pugh’s matrices in order to find a suitable one. The result was two conceptual designs out of which one was chosen by Ovzon for manufacturing. The chosen concept consists of a docking station which is positioned in elevation using a stepper motor connected to a planetary precision gearbox and in azimuth using a direct drive rotary table. The antenna is placed in the docking station and secured into place using latches. The manufactured proof of concept was constructed out of primarily 3D-printed parts but also some that were turned in steel. The resulting concept proved to solve the challenges and given requirements while still being small in size and robust to use.Följande arbete är ett examensarbete inom spåret maskinkonstruktion vid KTH, Kungliga Tekniska Högskolan i Stockholm. Arbetet utfördes på uppdrag av Ovzon genom Svea Teknik AB. En av produkterna som ingår i Ovzons produktsortiment av antennterminaler är T6-antennen. Den är nuvarande helt manuell när det kommer till att positionera och rikta in sig mot satelliter. Problemet med detta är att om antennoperatören sitter i ett fordon så måste denne gå ut från fordonet och placera antennen på solid mark för att sedan manuellt rikta in antennen mot satelliten och därefter återvända till fordonet. En lösning som låter operatören helt och hållet kontrollera antennen från fordonet istället för att manuellt placera och rikta in den är därför efterfrågat. Detta arbete har som avsikt att konstruera en konceptuell design som låter antennen bli monterad och automatiskt inpekad mot satelliter, samtidigt som den uppfyller strikta krav gällande storlek. Arbetet är centrerat kring en konceptgenererings- och utvärderingsprocess där olika huvudfunktioner hos enheten var identifierade och till vilka koncept var formulerade genom diskussion. Koncepten var sedan kartlagda med hjälp av en Function/Means-Tree och sedan utvärderade med hjälp av Pugh’s-matriser för att på så vis hitta den optimala lösningen. Resultatet var två konceptuella konstruktioner varav en blev vald av Ovzon för att bli tillverkad som prototyp. Det valda konceptet bestod av en dockningsstation som riktas i elevation med hjälp av en stegmotor som är kopplad till en precisionsplanetväxellåda och i azimut med hjälp ett direktdrivet rotationsbord. Antennen placeras i dockningsstationen och hålls fast med hjälp av spännen. Den tillverkade prototypen bestod till största del av additivt tillverkade komponenter men även några av svarvat stål. Det slutgiltiga konceptet visade sig lösa många av de initial autmaningarna och givna kraven medan den samtidigt var liten i storlek och robust att använda