虎尾科技大學機械設計工程系碩士班學位論文
國立虎尾科技大學,正常發行
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本論文針對大型輪型車輛構建其駕駛模擬系統。此系統使用原大型輪車駕駛艙之部件，結合位移感測器與角位移感測器，取得駕駛人於模擬系統內進行駕駛行為時各項操作數據，使用軟體讀取數據檢視駕駛人於各種狀況下之行車習慣，用以對駕駛人不良的駕駛習慣進行矯正，以達到降低大型輪車駕駛人肇事機率之目的。 由於電位計可得到較大輸出的電壓值，精度、解析度亦高，故選擇以電位計作為訊號擷取之感測器。本系統離合器感測器重複性誤差為±0.0011V，剎車感測器重複性誤差為±0.0015V，油門感測器重複性誤差為±0.0013V，方向盤感測器重複性誤差為±0.0608V。
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近年來微流體的技術已經被廣泛的應用在許多領域，像是微流體晶片應用於生醫檢測、微型散熱器運用於電子冷卻的技術等。微流體裝置中的傳輸特性和其他一般尺寸裝置有所不同，微管的電滲效益會比較差，因此微流體熱流研究值得深入研究能對微流體裝置之設計與流體流動控制有所幫助。 於流場的每一點處，局部流體性質不會隨時間而改變，為恆定流，而恆定流只適用於流體溫度變化可忽略時，但現今有關於微流體之熱流行為的研究大多把流體的性質視為常數，忽略流體性質是隨著溫度而變化的。所以當我們考慮到溫度變化效應之可變的流體物理性質時，則溫度將為控制微流體流動的方式之一，可藉以達到更精確的流動控制。因此隨溫度變化的流體物理性質對於微流體熱流特性之效應，藉以揭示可變流體物理性質在微流體動量與熱能傳輸機制中的重要性，值得我們更深入的研究。
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焦電元件為一種綠色獵能之新穎材料，由於焦電元件受到時變溫度率變化產生電能，經常被廣泛應用於廢熱能轉換為電能之處，其焦電元件時變溫度率受元件厚薄度影響，當較薄元件因熱容積小，能快速吸收熱能提升時變溫度率，適合於儲能前段時間；則較厚元件因熱容積大，吸收熱能較慢導致電性響應較為緩慢，適合於儲能後段時間，因此本研究設計一套智慧型焦電獵能系統，其具兩種不同厚度420μm及65μm之焦電元件並同時應用於獵能，透過LabVIEW圖形化程式控制繼電器作時序性控制並經由橋式電路儲存至4.7μF電容，由實驗結果得知，經元件優異電性整合後於升降溫週期為20秒時，於儲能時間前42%其電能量可達1×10-2毫焦耳(mJ)，相較於焦電元件具單一厚度420μm及65μm分別提升81%、856%，於儲能飽和後其電能量，相較於焦電元件具單一厚度420μm和65μm分別提升約56%和277%，因此可證明具厚度420μm之焦電獵能元件於儲能時適時協同具厚度65μm之焦電元件下，能有效提升儲能效率。
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近年來全世界都走向自動化及客製化方向發展，我國的工具機產業也跟著蓬勃發展，不管是電子業還是傳統的機械業，勢必都需要用到工具機來加工生產所需的產品，本論文主要以傳動機構的CNC帶鋸床加工機作為分析對象，將討論CNC帶鋸床加工機於加工時的傳動機構與承載鋸弓的振動變形，對估算各種力量的動態影響以ANSYS Workbench這套有限元素法分析軟體去探討其共振頻率與實驗模態分析(Experimental Modal Analysis)，並使用ME'scope VES這套實驗結構振動分析軟體對工具機做實驗模擬振動模型，本模態分析軟體所提供之主要功能為包括自然頻率分析、收斂性分析求取與模態振型圖的繪製。另外，亦可觀察出各軸向之時間域與頻率域訊號，以振動理論與模態測試實驗分析理論為依據，在仿真的情況下模擬工具機在做動時所產生的振動對於機台的動態影響以及各組件之間相互的作用力。將使用分析軟體ANSYS Workbench求出共振頻率及模態振型，敲擊實驗使用FleXDSA所得到的實驗數據，FleXDSA之軟體操作特色在於訊號擷取與資料處裡運算，可在相同的環境下同時進行。使用者僅需提供正確之實驗訊號，軟體將會自行運算出各振動參數，再將振動參數匯入ME'scope VES進行模型建構，求出實驗模態振型並與ANSYS Workbench之模態振型互相做分析比對，可得機台之最小共振頻率值及機台最大應力處，以確保機台之剛性是否足夠。雙倍行程機構之模態實驗分析亦使用相同方法進行建構模態振型，而不同於上者實驗，則是用RecurDyn做動態模擬分析，做雙倍行程機構之內部齒輪與齒條在相互嚙合時動態模擬，調整軟體之阻尼及材質參數，比對三軸之各別振動量進行探討振動來源，幫助使用者找出解決振動問題之方向。
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感測器與人類的生活息息相關，其應用範圍甚廣，從民生用品至國軍偵查裝置，都與感測器關係密不可分。人體肢體圖形控制已是現今高科技產品所必需之人機溝通介面，因此本研究利用16組焦電型紅外線感測器設計一感測介面，透過LabVIEW圖形化程式語言模擬設定圖形控制系統，並結合NI量測設備之訊號擷取卡及抗雜訊接收盒(NI PXIe-1082, NI PXIe-8135, NI PXIe-6368)與型號LM324運算放大器等電子元件設計整體電路配置，將所有軟硬體設備整合，進而對照人體手部移動軌跡之感測圖形與設定圖形，並比較感測圖形順序與設定圖形順序是否一致，即可藉由介面感測某一圖形，而達成指定作動之精確控制。本研究之感測介面外型長寬高尺寸為320mm×320mm×40mm，並經由測試結果得知圓孔直徑為Ø15mm整體正確率平均高達90%，可將其發揮至最大效能。最後可透過儀器控制與設備操作達成人機溝通，並期許未來人類與此焦電感測介面，可進行非接觸式互動之命令傳達，以推向智慧型生活為目的，達成人類與機器圖形溝通之智慧型互動介面整合。
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本論文之研究結果可以使軸承承受更大的負荷，在實際應用上可減少軸承尺寸。碳纖維藉由鑄造來製造溴化、陽極氧化來做表面處理，此二種的和一般碳纖維以鎳和銅來塗覆，並以此纖維來強化錫-鉛合金複合材料。纖維由溴蒸氣溴化48小時，然後在200℃的空氣中12小時；另一纖維由陽極氧化處理，其方式為稀釋的氫氧化鈉溶液中以電化學蝕刻3分鐘。 經由實驗結果發現，含有塗覆處理的碳纖維複合材料比沒有塗覆處理的碳纖維複合材料具有較高的拉伸和剪切強度，此外，具有塗覆的溴化碳纖維複合材料比陽極氧化處理有更好的拉伸強度和剪切強度。 另外，挫曲分析的研究主要為探討一般金屬基複合材料和碳纖維、錫 - 鉛混合比例而成的細長中空圓柱0體，在受到一負載壓縮時所產生的變形結果做比較。
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本實驗是研究利用TiO2、硼和碳在莫來石基質生成TiB2。在熱壓和無壓燒結的樣品中，除了TiB2外，也發現TiC被分散在莫來石基質相。在無壓燒結中，利用1300℃超過3小時之預熱及超過1600℃1小時之燒結，可以得到相對密度達98%之莫來石/ TiB2複合材料。含有30%TiB2經熱壓而成之複合材料具有427 MPa之彎曲強度和4.9 MPa m1/2的斷裂韌性。並將其複合材料運用到熱導管且進行導管應力及挫曲現象分析。
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在菇類栽培技術中，接菌作業是菇類生產系統中很重要的製程。本研究以現有PP袋製包方式為基準，將現有人工操作太空包生產作業流程改為機械自動化操作，以創新設計一套全自動化太空包液態接菌生產系統及測試其製程條件。本研究所設計之創新束套(束環+壓蓋)太空包全自動化液態接菌系統包含下列四項主要子題：太空包籃框自動化輸送與定位機構設計、液態菌種接菌系統設計、系統接菌模擬實驗及無菌條件控制方法等。研究結果顯示，機構動作可達24包/min；採用電磁閥結合噴嘴之設計方式，在實際應用上有故障及阻塞之疑慮；實驗中顯示蠕動泵浦用於液態接菌是較佳方式，但造價及速度因素是其缺點。
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近年來數控工具機大量投入生產行列，且逐步朝向無人化境界邁進，但由於工具機本身結構剛性及製造精度之限制，切削中不可避免的熱影響而造成工件、刀具、機器之熱變形，以及工件、機器之受力變形、刀具磨耗等因素，使得工件的精度難以達到預期精度，導致其加工的零件也出現變形。為了確定CNC加工之準確度，加工業者普遍將工件移至三次元或其他量測儀上量測，此方法容易造成第二次加工時累積之誤差，且較無效率。 本論文提出一應用雷射位移計（Laser Triangulation Sensor RF603）與CNC車床相結合之線上量測方法。研究以Visual Basic 2010撰寫的控制介面針對CNC加工之準確度量測，車床為Fanuc O-T的控制器，工件主要以階級桿為主，量測時將自製雷射夾治具裝至車床刀把上，並利用RS232與PC連接，透過雷射讀值量測加工前與加工後數值，此方法可實現在不移動工件的情況下提升量測效率與品質。由實驗結果得知，相較於傳統量測方式，利用雷射位移計量測，可減少誤差，並提升量測的效率。
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本研究主旨為建立一套CNC銑床線上量測系統，在實際加工後，可以立即量測加工後的銑削深度，並且可立即的算出銑削深度的誤差量，利用此量測系統可以有效的降低量測工件的時間成本。 本研究的量測系統採用的方式為非接觸式的量測，使用的量測儀器為雷射位移計，搭配的是VB程式，量測實驗分為兩部分，第一部分為利用塊規驗證本量測系統之系統誤差，其量測方法為利用不同的方式量測機械原點至平台的距離值，量測結果可得到量測的量測精度為0.0455mm；第二部分為量測工件，其量測方法為利用工件的高度差，以第一次量測為基準，接著做第二次量測，透過兩次的量測進行計算，可得到工件實際的銑削深度，再與設計尺寸進行計算，最後可得到量測的誤差量。 本量測系統高度重複性誤差最大值為0.0162mm，最小值為-0.0065mm，量測精度為0.0228mm。