Askeri standartlar icin hassas pan tilt mekanizmasi sistem tasarımı
High-tech pan tilt mechanism design for military standards
Yazar: YAŞAR KEMİKLİ
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ BARIŞ SAMİM NESİMİOĞLU ; DR. ÖĞR. ÜYESİ ERDİ GÜLBAHÇE
KTO Karatay Üniversitesi / Lisansüstü Eğitim Enstitüsü / Mekatronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2022
Konu: Endüstri Ürünleri Tasarımı = Industrial Design ; Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering ; Mekatronik Mühendisliği = Mechatronics Engineering
Dizin: Dişli tasarımı = Gear design ; Gimbal = Gimbal ; Stabilleştirme = Stabilization ; Tilt testi = Tilt table test

Özet:
Savunma sanayi sektöründe, sıfır boşluklu pan tilt mekanizmalarının; görüntüleme, lazer işaretleme ve hedefleme sistemlerine hareket kabiliyeti kazandırabilmesinde büyük bir öneminin olduğu bilinmektedir. Pan Tilt mekanizmalarına sahip hareketli platform sistemleri, platform tabanındaki açısal titreşimlerin pan tilt sistemine bağlanan görüş, silah, lazer, radar ve ışıklandırma sistemlerinin görüş ve hedef çizgisine taşınmasını engelleyerek, stabil boşluksuz bir mekanizma elde edilmesini sağlamaktadır. Boşluksuz Pan-Tilt mekanizması genel olarak stabilize pozisyonlama ürün grubu içerisinde yer aldığından, yapılan mekanizmanın aynı zamanda robast bir yapı tasarımı da elde edilmelidir. Bu kapsamda, Pan-Tilt mekanizmasının yüksek hassasiyete sahip bir sistem oluşturabilmesi niçin aktarım organları üzerinde yenilikçi tasarımların yapılması öngörülmüştür. Bu alanda yapılan literatür taramasında çalışmaların bu noktadaki hassasiyeti yeterli olmadığı düşünülmektedir. Bu çalışma kapsamında, Pan-Tilt mekanizmasının hareket kabiliyeti kazandırdığı platformların ( kamera, lazer hedefleme, atış vb.) daha hassas ve yenilikçi olabilmesi sağlanacaktır.
Bu çalışmanın sonucunda, savunma sanayisi sektöründe kullanılan ve düşük titreşimli frekanslara ve bundan kaynaklı bozulmalara maruz kalabilecek iki eksen hareket yeteneği olan pan tilt mekanizmasının tasarımı gerçekleştirilmiştir.  Bu mekanizmanın tasarımında hem fiziksel hem de çevresel etkenlerden oluşabilecek kusurlar göz önüne alındığında, hedeflenen görüntü ya da hedef noktasında sapmalar meydana gelebilmektedir. Mekanizmayı etkileyen bozucu faktörler belirlendikten sonra sistem için gerekli olan tahrik grubu tasarımı yapılır. Boşluksuz bir yapı elde etmek için hedeflenen tahrik grubu tasarımı, motor, redüktör, dişli grupları ve makine elemanlarını içermektedir. Bu tasarlanan mekanizmada kullanılan her bir parçanın amacı sistemde bozucu faktörlerin oluşturabileceği boşluğun sıfıra indirilmesini sağlamaktadır. Tasarlanan bu mekanik yapı ile sistemin, çevresel etkileri ve mekanik parçaların yarattığı bozucu etkileri sönümlemesi, sistemde mevcut olmayan etkileri minimize etmesi ve sistemin çalıştığı ya da çalışmasının hedeflendiği frekans bölgesinde boşluksuz stabil olması hedeflenmektedir. Şüphesiz, yukarıda bahsedilen bu koşullar mühendislik hesaplamalarına dayandırılıp tasarımsal olarak uygulanmıştır. Önerilen bu tez çalışmasının literatüre katkısı; mevcut envanterde kullanılan pan tilt mekanizmalarının boşluklu yapıları için kullanılan dişli grubunun ve aktarım organlarının nasıl boşluksuz yapılabileceğidir. Ayrıca bu çalışma, makine elemanlarını kullanım alanına göre saptayıp daha sonra aktarım organları üzerinde oluşabilecek olan bu boşluğun kolaylıkla giderilebilmesini amaçlar

Abstract:
In the defense industry sector, it is known that non-backlash pan-tilt mechanisms have a great importance in providing mobility to imaging, laser marking and targeting systems. Moving platform systems with Pan-tilt mechanisms prevent the angular vibrations of the platform base from being carried over to the sight and target line of the sight, weapon, laser, radar and lighting systems connected to the pan tilt system, thus ensuring a stable gap-free mechanism. Since the non-backlash Pan-Tilt mechanisms is generally included in the stabilized positioning product group, a robust structure design of the mechanism should also be obtained. In this context, it is envisaged to make innovative designs on the transmission elements so that the Pan-Tilt mechanism can create a system with high precision. In the literature review conducted in this area, the sensitivity of the studies on this point has been found unsatisfactory. Within the extent of this study, the platforms (camera, laser targeting, shooting, etc.) that the Pan-Tilt mechanism provides mobility will be more sensitive and innovative. 
In the very end of this study, the design of the pan-tilt mechanism, which is used in the defense industry sector and can be exposed to low vibration frequencies and resulting distortions, has been obtained. Considering the flaws that may arise from both physical and environmental factors in the design of this mechanism, deviations may occur in the targeted image or target point. After determining the disruptive factors which affects the mechanism, the drive group design required for the system is made. In order to achieve a non-backlash structure, the targeted drive group design includes motor, reducer, gear groups and machine elements. The purpose of each part used in this designed mechanism is to reduce the space that can be created by disruptive factors in the system to zero. With this designed mechanical structure, it is aimed that the system absorbs the environmental effects and the disruptive effects created by the mechanical parts, minimizes the effects that are not present in the system, and that the system is stable without gaps in the frequency region where it works or is intended to work. Without a doubt, these conditions mentioned above are based on engineering calculations and then applied as a design. The contribution of this proposed thesis study to the literature is how the gear group and transmission elements used for the backlash structure of the pan-tilt mechanisms used in the current inventory can be made non-backlash. In addition, this study aims to determine the machine elements according to their usage areas and to easily eliminate this backlash value that may occur on the transmission elements later on.