臺北科技大學機電整合研究所學位論文
國立臺北科技大學,正常發行
選擇卷期
- 學位論文
本文主要目的為提升用過燃料池(Spent fuel pool, SFP)內移熱能力並提升其安全性，並利用一非比例縮小的裝置進行實驗及數值模型的建立及分析。本研究探討當事故發生後，燃料池無水的情況下，空氣是唯一能將熱量自燃料池內移除的唯一介質。研究方法以數值模擬方法結合實驗以進行池內流場的探討，並完成實驗及數值模擬方法的驗證。因此本文將較難以改變的幾何參數於數值模擬方法中建模並進行模擬熱流場的結果與討論。研究結果指出自然對流模型中，底板高度、底板流道數量、不同瓦數燃料束擺放位置以及模型內幾何皆為影響自然對流效果的重點因素。此外，本文也利用灑水噴頭配合自然對流進行了降溫實驗，結果顯示灑水的降溫效果約可提升5%至15%左右。
- 學位論文
隨著世界各國的運輸交通系統邁向智慧化，各大車廠逐步開發推出智慧型車款，在開發新型車控系統以及各種輔助駕駛系統的過程中，實車試驗在實際道路上常常會遇到各種外來因素，導致人力物力的成本增加，也會增加人員的危險性，勢必要發展出先於實車試驗更初步的試驗環境，汽車駕駛模擬器就是一個很好的解決方法。 本研究的主要目的在於建置汽車駕駛模擬器，打造出可以提供研發人員進行各種理論驗證的實驗環境，使產品功能或控制策略能在開發階段就進行初步的檢驗，以降低開發所需的時間、空間與成本。研究並針對電動史都華平台基本架構及多投影機視覺環境進行探討，進一步提高模擬系統的效能與品質。
- 學位論文
隨著科技蓬勃發展及無人載具應用於各領域的需求與日俱增，與無人飛行載具相關之研究方興未艾；而自動降落對於無人飛行載具而言，是一個重要且充滿挑戰的關鍵性階段。由於無人直昇機具有高機動性、垂直起降、定點停懸等優勢；嵌入式系統研發日新月異，以高效能、高可靠性、低功耗、低成本、體積小、重量輕為訴求；且近年來機器視覺應用多元化，可作為以非接觸、非破壞的方式取得環境影像資訊的感測器。有鑒於此，本研究之無人直昇機規劃使用嵌入式控制器作為開發平台，搭載單台攝影機為機器視覺感測器擷取即時的影像資訊，以影像處理演算法的程式開發為手段，透過降落圖示與影像間座標點的對應關係，估測載具與降落圖示間的相對距離與姿態。經實驗結果證明，本研究之攝影機標定方法以單張降落圖示影像估測載具與降落圖示間的相對距離與姿態，由影像座標間的關係得知估測結果與實際趨勢相符，而本研究所估測之載具飛行高度較原先以圖示面積進行高度查表的方式更符合實際高度；在定位方面亦可提供比誤差範圍在公尺等級的定位系統更準確之平移資訊；但由於相對姿態的估算結果較不穩定，在某些角度下會超出容許範圍，為考量實際無人載具飛行之穩健性，目前仍無法取代現有的姿態感測器，並對於實驗結果不如預期之原因進行探討，提出未來可以改良的方向，進而達到導引無人直昇機自動降落之目的。
- 學位論文
導航系統在現今科技發達的社會中，越來越受到重視，無論是在飛機、汽車甚至是自行車上，都不難發現有導航裝置的存在。通常導航系統包含了全球定位系統和慣性導航系統；但全球定位系統易因地形、氣候等因素所影響，所以在本研究主要以開發慣性導航系統的演算法。 在本研究中，為達到低成本、高功效的目的，將選用低單價的感測器，透過旋轉運動平台，將慣性感測器在不同運動狀態的測量值，分別經過四元素法與尤拉角後並透過互補濾波器做結合，以期此方法能有效的做姿態估算。 在演算法上，因會碰到環架閉鎖的問題，所以在本論文中，將推導一輔助公式，期望在環架閉鎖產生時，也能有效的估算姿態角。
- 學位論文
近年來有關脊椎的研究與相關器材的開發，無不投入大量人力，因此透過脊椎的體外試驗能了解脊椎的功能特性，亦或評估相關手術裝置對脊椎之生物力學影響。發展出一套新型脊椎測試平台並設立完展實驗流程，此測試平台可提供脊椎試片無拘無束之純力矩進行進行三維準靜態之力學測試，以模擬脊椎前屈、後彎、側彎及扭轉運動。
- 學位論文
隨著科技進步先進國家紛紛利用電子、電機、控制、通訊技術投入先進自動化設備開發，發展無人生產技術已減少對人力的依賴、提升品質。自動化設備包含眾多領域及系統，物流更是不可或缺的一環，無人搬運的需求因應而生。伴隨著半導體科技發展，使得嵌入式系統日新月異，運算速度大幅提升、應用範圍相對廣泛。過去的自動導航貨車系統往往採用工業電腦架構，該架構效能高卻相對笨重，不利於機電系統極小化的發展趨勢，因此萌生使用嵌入式系統組成自動導航貨車的念頭，以提供自動導航貨車應用上一種新的選擇。 本研究目標在於開發一套雷射自動導航貨車之控制系統，藉由雷射測距儀提供相對位置資訊，透過演算法使車體自動行走於既定路徑。在演算法的部分將比較現行採用的導航方法，並以路徑跟隨曲率修正法為本研究之基礎，並提出割線比例路徑跟隨修正法改善路徑跟隨曲率修正法無法快速收斂之特性，可達較佳之航行效果。 在驗證上，本研究採用合作廠商提供之自動導航貨車車架，加以雷射定位儀、可程式控制器、嵌入式系統及無線通訊模組等商業設備，來獲得定位資訊，透過運算法則調整車速及航行姿態，達成自動搬運之任務。
- 學位論文
人類於步行時，由於力量傳遞機制導致推進期間力量集中於第一與第二蹠骨頭下方區域，所產生之不適與疼痛感稱為蹠骨痛，而蹠骨墊為臨床上常用於緩解該症狀之輔具。過去文獻已藉由足底壓力量測系統證實蹠骨墊具有減壓效益，然而此一實驗過程繁複且往往無法排除足部與蹠骨墊之間的相對位移且無法確切定義擺位。因此，如何擺放以及使用何種幾何外型之蹠骨墊具有較佳減壓效益仍未有定論。本研究藉由動態有限元素分析中對位準確及參數調整快速等優勢排除過去文獻中之實驗限制，探討不同蹠骨墊設計與擺放位置對於足底壓力分佈之影響。 研究過程中沿用本研究室過往已建構完整足部模型，配合以樑元素取代實體足底筋膜以及鞋具、鞋面、鞋內墊與蹠骨墊之有限元素模型建構，並以步態實驗獲得之運動學與力動學結果作為有限元素分析邊界條件與模型驗證。完成模型驗證後，探討蹠骨墊五種擺放位置、兩種高度與三種面積尺寸變化對於蹠骨下方以及第二蹠骨頭下方區域之壓力變化影響。 有限元素分析結果顯示，當蹠骨墊置於第二蹠骨頭近心端10mm時，相較於其他擺放位置具有較佳之減壓效果。當蹠骨墊置於適當擺放位置，高度由5mm增加至10mm後，能有效的增加蹠骨墊減壓效果，卻相對產生高壓力峰值集中之現象。而蹠骨墊面積尺寸由原尺寸增加10%後，能達到分散高壓力峰值集中之功效。因此，當蹠骨墊置於合宜的位置下，適當的增加蹠骨墊高度與面積尺寸，能增加蹠骨墊之減壓效果並避免高壓力峰值集中現象發生。本研究有限元素分析結果僅針對單一受測試者進行探討，受測試者之足部尺寸與型態則尚未考量。未來可藉由招募具有不同足部大小及型態之受測試者進行探討，以提供更為完整之參考建議。
- 學位論文
現有快速原型機有Z軸下降不準確與雷射輪廓掃描不正確問題，為了改善上述問題。本研究目的為開發基於個人電腦之快速原型機，將原有的控制架構，改以精度較高IMP八軸運動控制卡控制雷射掃描系統與鋪成系統，擬訂控制系統硬體及軟體兩大方面進行探討。 1. 硬體部分：首先設計控制系統硬體設備架構 ，然後設計及製作細部的電路，包括電力系統、訊號系統、雷射掃描系統以及鋪層系統。 2.軟體部分：了解 IMP運動控制卡內容，應用Borland C++ Builder6.0內建VCL元件與IMP運動控制函式庫撰寫人機介面程式，以達到INI檔設定、I/0控制、原點復歸、單軸運動控制、自動化流程的功能。 最後實測機台Z軸平台下降與雷射輪廓掃描，Z軸的精度大大的提升，使生胚製作穩定度提高，解決Z軸下降不均問題，並且層厚誤差值已縮至0.09μm以內。並解決 X-Y Table雷射輪廓掃描不正確問題。
- 學位論文
本研究藉由超臨界二氧化碳輔助電鍍鋅，並利用不同電流密度和表面活性劑之添加調整鍍層之結構及性質，在硫酸鋅浴電鍍鋅製程中達到更佳的平整性和更良好的抗腐蝕性。在不同電鍍製程之鍍層比較中，利用超臨界二氧化碳輔助電鍍因電鍍液介於氣體與液體之間形成乳化狀，可得到較平整粗糙度、較小晶粒尺寸、較佳鍍層均勻性，而電流密度提高帶給鍍層更低粗糙度及更小晶粒尺寸，表面活性劑之添加可使原本的塊狀顆粒鍍層表面，變成奈米片狀結構。並以交流阻抗分析法(EIS)來量測，來建立元件的等效電路，分析等效電路中各元件的阻抗值，可以獲得試片表面面積。綜觀電鍍條件下，得知超臨界二氧化碳輔助電鍍能降低一般電鍍鋅製程中加添加劑的濃度，對鍍層之機械性質改善也有幫助。
- 學位論文
在心臟疾病的診斷上，心電圖是很重要的人體生理訊號，但對於偶發性心律不整患者而言，會需要24至72小時的追蹤量測，以便診斷之用。對於穿戴式裝置而言，儲存這些資料是一個負擔。所以心電訊號的壓縮除了資料量的減少，更重要的是同時又能保留住心電圖中重要的波形特徵。本論文的研究目的是開發一使用於穿戴式裝置且特色為無失真、即時、運算簡單及低時間運算成本並適合於微處理器上實現之心電圖壓縮編碼演算法。本論文以心電訊號之分佈特性及相鄰取樣點之相關性為基礎，將心電訊號進行三種不同壓縮法搭配三種不同編碼。本研究以心電訊號產生器的訊號測試，提出的三種不同壓縮法搭配三種不同編碼之最佳CR各為1.667、1.2967及1.2969與Haar小波轉換搭配三種不同編碼之最佳CR為1.767比較。結果顯示，Haar小波轉換壓縮法雖然比三種壓縮法的CR值較佳，但Haar小波轉換之PRD值為3.05%，而三種壓縮法之PRD值皆為0%。在重建訊號方面，相對於Haar小波轉換與原始訊號有失真現象，本文所提出之三種方法與原始訊號經比較後確定無失真現象，不僅將資料量減少又可以同時保留住心電圖中判斷心臟疾病之重要波形特徵。未來可應用在本實驗室所開發之心電訊號擷取模組電路上，經擷取人體之心電訊號後，進行壓縮編碼以便減少龐大的資料量。