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整合即時路況之導航系統研究

由於近年來全球定位系統的使用率大增，加上與地理資訊系統的技術整合，使得汽車導航系統成為一個相當熱門的商品，對於汽車駕駛來說是非常重要的輔助工具。在導航系統當中有一個重要的核心模組就是依據即時路況進行路徑導航，因此本研究將結合情境感知技術、基因演算法理論在無線感測網路下建構一即時路況整合應用系統進行最佳路徑規劃以便進行導航。此最佳路徑完全依照車況、油量、即時路況（塞車、坍方）等條件進行評估，規劃專屬的安全智慧化服務，讓使用者能有更好的感受。最後利用實驗來驗證方法的有效性，此研究對於應用在汽車導航裝置上面以及提升使用者滿意度具有相當大的發展優勢。

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三維螺旋傘齒輪動態接觸衝擊分析

齒輪是機械構件中最常見的傳動零組件，背負著傳遞動力、改變運動速度和方向的重要任務。由於傳統的螺旋傘齒輪強度計算(美國齒輪製造協會，AGMA)中幾乎沒有考慮到齒輪材料彈性變形、動態嚙入及嚙出衝擊、及熱處理的滲碳深度對一齒輪對齒面接觸應力及等效應力的影響。本論文建立一套螺旋傘齒輪三維動態接觸/衝擊分析模組，以C++視窗程式計算出螺旋傘齒輪真實齒面藉以匯入Pro/E軟體建構三維模型，再將三維模型匯入HyperMesh前處理器進行有限元素模型網格劃分、材料性質設定、碰撞接觸模式的選擇、速度載荷設定、沙漏控制設定與輸出條件控制等，最後藉由LS-DYNA顯式動力學軟體進行分析求解運算。考慮齒輪材料為一彈性體在不同轉速、扭矩、大小齒輪各別滲碳深度及硬度等參數影響下對傳動誤差曲線之影響。分析齒輪對在動態接觸/衝擊負載下其齒面接觸應力、等效應力、暫態及穩態響應，並與AGMA計算結果作一比對，提供齒輪設計者在轉速、扭矩、硬度及其滲碳深度一建議值。

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四足機器人姿態穩定控制器之設計

本論文在於建構一個能夠保持四足機器人姿態穩定與平衡之伺服控制系統，以控制四足機器人於非平坦路面行走時亦能保持機體姿態之平衡與穩定。一般四足機器人姿態平衡控制之研究，皆以結合數個感測器回饋之閉迴路控制並且透過繁複之反運動學與運動學運算為之，本研究則以單一之機體姿態感測器回授來進行機體運動姿態控制之推論以減少運算量，同時採取硬體模擬設計之概念來發展其控制法則。 足型機器人在行進時，如果其本體能夠具有良好的穩定性，則不但可以增加其於崎嶇路面行走與對障礙物跨越之能力，同時亦可使其配載之各類環境感測系統如視覺與紅外線等有較好之性能。本研究以四足機器人為行動機構平台對其建構一個姿態穩定伺服控制器來對其於運動中進行姿態穩定控制，其中伺服控制是以足型機器人運動學為基礎模型推算出各運動伺服馬達之運動命令參數，再以PID控制法來修正之以增加系統穩定性。 本研究以PIC16單晶片製作其控制器，最後以實體四足機器人行走於不同斜面及攀越障礙等運動方式應證其控制之效能。

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健身車之創新設計與製作－應用QFD與TRIZ理論

在強調追求健康與運動的現代社會，休閒運動產業的市場逐漸擴大，在過去，唯有像籃球、棒球、網球、田徑等激烈的活動，才算是運動，但是強調著重健康、保健勝於治療的健身器材，帶來了一場新的革命，在先進國家有越來越多的使用者基於健康理由使用健身器材。使用者希望藉由健身器材能達到健身功能，但是若有如操作不順手、使用不舒適等缺失，將使健身效果大打折扣。 為了使健身車符合使用者的需求與期望，本研究首先搜尋現有健身車之專利文獻資料，依照現有機構分析出健身車各種阻尼形式及附加功能，製作健身車使用者需求問卷，藉由品質機能展開理論 (Quality Function Deployment; QFD) 之品質屋 (Quality House) 模式，找出客戶需求與產品特性之關係，並應用品質屋屋頂找出問題矛盾點。接著應用TRIZ (Theory of Inventive Problem Solving) 創新設計理論的矛盾矩陣表、物質-場模型、理想化設計工具，探討健身車之系統化創新設計方案，並使用Solidworks 軟體將設計方案進行有限元素數值分析，分析健身車靜力負載之應力應變及位移。最後將創新設計方案製作雛形，以驗證其實用性。 本研究成果有助於提升與改善健身車的功能，成果及貢獻如下：(1)簡化健身車磁性阻尼裝置，減少裝卸時間及製作成本；(2)使手把可調整，增加使用者的舒適感；(3)除了原本的踩踏功能，增加滑步功能；(4)強化磁性阻尼之阻尼力，增加健身車運動腿部的效果；(5)消除飛輪被磁化後產生的高溫，造成強力磁鐵磁力弱化，並且有發電的效果，將消除的磁力轉換為電力。

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E85燃料應用於五期環保機車汽油噴射引擎之性能影響研究

為因應減少溫室氣體對環境的傷害，尋求替代石化燃料的工作一直是近年來研究的重點，其中應用乙醇與汽油的混合燃料於汽油引擎已漸成趨勢，研究資料指出，乙醇燃料可使汽油引擎廢氣排放的減量有顯著的成效，而且又能降低對於化石燃料的依賴。本研究將E85混合燃料應用於KYMCO開發之五期環保汽油噴射機車引擎進行動力平台測試（SR30AC型），在點火時間及噴油量修正均為開迴路的模式下改變燃油噴射時間，並控制引擎噴油時間使空氣過剩率(λ值)於0.8、0.9、1.0、1.1、1.2狀況下，以符合實用經濟效率之3000rpm、4000rpm、5000rpm及6000rpm為實驗控制變因，探討特定轉速及不同扭矩狀態下，E85混合燃料對引擎性能及廢氣排放之影響。 經實驗結果顯示使用E85燃料時，CO濃度明顯減少3.07~93.86% ﹔CO2排放濃度較G95燃料減少0.85~10.38%﹔HC排放量因熱值、噴油增量、原廠設定參數(點火時間)等影響，使得E85燃料之HC排放濃度較為偏高，而在引擎制動熱效率方面較G95燃料則有明顯提升的趨勢。整體效果顯示使用E85燃料，在不影響馬力情形下，其對排放污染減量很有幫助。

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鏟花工件檢測裝置與技術開發

工具機的基礎關鍵技術之一為機械組裝製造過程的「鏟花-Scraping」，鏟花技術是以微量的鏟、削、刮來矯正機械加工所留下的誤差，但鏟花工件的品質是國內業者最容易疏忽的關鍵。本文所提出的鏟花工件量測系統，結合了雷射位移計與可程式化的多軸載具。雷射位移計將光束投射至鏟花工件表面，可量測鏟花工件表面的高度；載具裝置著雷射位移計，對需要量測的範圍規劃路徑並掃描。本系統由軟體執行規劃，使雷射位移計沿著與鏟花工件移動，並由研發出來的軟體，設定原點與抓取鏟花的表面型貌，並進行數值處理，然後且由軟體繪出三維與二維半的圖形來分析鏟花工件的品質。

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滾珠螺桿之螺帽應變分析及動態量測系統建立

本研究中利用有限元素法建立滾珠螺帽3D模型，並考量在內螺紋軌道上不同受力型式對於螺帽表面應變之影響，藉以分析在具預壓作用之滾珠螺桿，在不同軸向負荷與轉速條件下所造成之滾珠對螺帽軌道受力方向變化，及慣性力與軸向力對螺帽表面應變量變化。利用應變規黏貼於螺帽表面上建立應變即時量測系統來做螺帽靜態應變量測與螺帽動態應變量測。其中靜態應變量測主要是將滾珠螺桿利用剛性試驗機來做拉伸與壓縮使螺桿與螺帽產生受力與變形之情形，得到軸向力與應變變化曲線圖，並與有限元素模型分析與動態應變量測結果做比較，發現模型分析與實驗量測結果相互印證良好，並藉此建立起軸向力與應變量之資料庫參數。研究結果顯示當軸向負荷與預壓力之相互作用造成滾珠與軌道接觸方向的改變，也影響表面應變量的變化，並造成螺帽表面應變量呈現兩段斜率變化的情形產生。本分析方法之建立可藉由外部應變量測得到內部滾珠與軌道之受力、剛性動態變化與預壓變化等參數。

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機械式模內送料連續沖彎成形機之研發

本研究主要係針對汽車散熱片等薄板連續沖壓件之成形需求而開發一台機械式模內送料連續沖彎專用成形機，本機係利用模內送料的傳動方式，使薄板沖彎產品成形快速、準確，並具備自動送料之功能，提高機器的穩定度。 機械式模內送料之傳動設計主要採用凸輪機構，使得沖壓速度能達到150spm，大幅提高生產速度，並且將凸輪傳動系統放置油箱中，以達到完全潤滑的效果。改良為無需使用泵浦、冷卻系統來進行汽車散熱片之連續沖彎，使能大幅改善油箱溫度過高、漏油以及噪音問題等缺陷；另一方面藉由凸輪的作動軌跡，使得平板作相應的上下運動，平板兩側確實達到了位移同步性良好的功效。 透過本研究實際開模與成形機製作後進行沖壓成形，使得汽車散熱片專用成形機之精度達到成品公差值約±0.05mm以內，且建立了製程相關技術及模具設計，並且能控制其產品的品質要求。本研究除了成功開發出成形機使此薄板完成連續沖彎成形之外，相關之設計製造架構之製程參數可供類似產品之設計參考。

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超級電容再生煞車系統研製

本研究的主要目的在研製一套可運作於混成動力或電動機車的煞車再生系統。煞車再生系統可在車輛煞車時將動能經由發電機轉換為電能儲存於超級電容，而在重新起步時，再將儲存於超級電容的電能釋放出來協助電瓶驅動馬達，此系統以一組雙向電能轉換器來達成超級電容、電瓶與馬達/發電機模組之間的電能交換。採用可瞬間充放電的超級電容來回收煞車能量，不僅可以讓電瓶尺寸縮小，也可以延長電瓶壽命，更可以幫助車子回收煞車過程原應被捨棄的能量。本研究以一組由12V 350W直流馬達/發電機、100F超級電容及12V電瓶構成的煞車再生模擬系統為實驗設備，雙向電能轉換器可因應能源管理策略在動力源之間執行雙向(升/降壓)模式之充放電控制。為了同時控制充放電的電壓及電流，本文提出一種可用來控制SIMO(單輸入多輸出)系統的適應性模糊滑動模式控制器( Adaptive Fuzzy Sliding Mode Controller, AFSMC)。適應性模糊滑動模式控制器利用電容器充放電時電壓與電流之耦合特性，巧妙的避免了滑動平面(Sliding surface)所須之訊號微分運算，同時可用較簡易的SISO適應模糊控制法則來控制這個SIMO系統，其中的模糊系統的後件部參數(consequent parameters)，可將初值設為零，而後根據Lyapunov穩定準則自動的調整至適當的值。實驗結果顯示，加入超級電容的煞車再生充電系統，可明顯的提升系統的能源使用效率且有效的減低電瓶的負擔。在控制性能方面，與傳統PID控制器相比，本文所提出的控制器AFSMC有較佳的穩定性及強健性。

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無心滾動超硬合金微細元件鏡面研磨

本論文主要利用鏡面研磨技術結合高速主軸與滾子機構應用於碳化鎢合金，使微細探針直徑達10μm，透過磨削技術表面粗糙度值可達Ra 0.089 μm以下。本實驗中，吾人自行設計無心滾動鏡面研磨機構，探討於磨削加工中砂輪轉速、切深及乾溼研磨對碳化鎢之影響。 藉由自行設計無心滾動鏡面研磨系統，對碳化鎢進行磨削實驗，使柱狀素材研磨加工後達到鏡面狀態。以乾、濕式研磨加工直徑0.5mm碳化鎢探針約60秒，表面粗糙度可由Ra 0.183μm 降至Ra 0.089μm，表面粗糙度改善率高達49%。 由磨削實驗數據之分析結果得知，當調整輪以正轉5度角順磨、鑽石砂輪砂輪粒度小、高轉速、小切深更有效的降低工件表面之粗糙度，提高鏡面研磨加工精度品質，驗證無心滾動鏡面研磨加工機研磨碳化鎢探針確實具有優異的磨削效能。