Absolute Position Control in Remote Weapon Station

Abstract

Denne studien ble utført for å etablere absolutt posisjonskontroll for to akser som kontrollerer posisjonen til siktemodulen på KONGSBERG PROTECTOR RS4. Dette ble oppnått ved å formulere tre forskningsspørsmål, sammen med en analyse av designets svakheter. Dette ble gjort for å finne en fremgangsmåte for å nå Kongsberg Defence & Aerospace sine krav. Rapporten undersøker mulige sensorteknologier som kan brukes til å måle absolutt vinkelposisjon, inkludert kapasitive, optiske og magnetiske sensorer, og sammenligner disse teknologiene. En grundig beskrivelse av integrasjonen blir presentert, både skriftlig og visuelt gjennom illustrasjoner fra en 3D-modell. Dette skaper forståelse av systemet som forbedres. Videre forklares designprosessen, og beskriver spesifikke metoder brukt for å oppnå krav, stimulere til kreativitet under ideutviklingen, og forbedre de påfølgende ideene. Rapporten viser også hvordan nøyaktighet og oppløsning av en sensor påvirker systemts evne til å treffe målet. Basert på de genererte ideene presenteres tekniske løsninger gjennom modifikasjoner gjort i et Computer Aided Design (CAD) program. Dette gir grunnlag for å vurdere muligheten for å implementere ideene i våpenstasjonen. Gjennom prosessen ble ulike forslag forkastet, hovedsakelig på grunn av plassmangel. Til slutt diskuteres den underliggende begrunnelsen for å velge eller forkaste hver løsning, etterfulgt av en konklusjon om hvilken løsning som har de beste forutsetningene for å oppfylle Kongsberg Defence & Aerospace sitt ønske om å oppnå absolutt posisjonskontroll for siktemodulen. Konklusjonen tar også opp studiens begrensninger og foreslår områder for videre forskning.

This study was done to establish absolute position control for two axes controlling the position of the sight module of the KONGSBERG PROTECTOR RS4 weapon station. To achieve this, three research questions were formulated, together with an analysis of the shortcomings of the design. This was done to establish a path for achieving an acceptable solution that met Kongsberg Defence & Aerospace’s demands. The report investigates possible sensor technologies that can be used for measuring absolute positioning, including capacitive, optical, and magnetic sensors, and provides a general comparison of these different technologies. A thorough description of the assembly is given, both in written form and visually through illustrations from a 3D model, to ensure clarity and understanding of the system being enhanced. Furthermore, our design process is explained, describing specific methods used to clarify requirements, stimulate creativity during idea generation and refine the subsequent ideas. The report also presents how accuracy and resolution of a sensor affect the reliability of hitting the target. Based on the ideas generated, technical solutions are presented through modifications done in a Computer Aided Design (CAD) software to assess the feasibility of implementing the ideas in the RS4 weapon station. Throughout this process, various suggestions were discarded, mainly due to physical limitations like space constraints. Lastly, the underlying reasoning for selecting or discarding each solution is discussed, followed by a conclusion on which solution has the best prospect for meeting Kongsberg Defence & Aerospace’s desire of achieving absolute position control for the sighting module. The conclusion also addresses the limitations of the study and suggests areas for future research.