淡江大學機械與機電工程學系碩士班學位論文
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逆流熱虹吸迴路發展的目的，是為了解決目前工業用熱虹吸式熱管礙於流體受熱膨脹向上流動，被迫只能配合傳統虹吸傳熱模式開發或外加機械泵迴路解決只能大量向上熱傳的瓶頸。透過蒸汽壓與重力的特殊設計，可達成自主向下循環並大量傳熱的目的，有著不須外部供電，簡單的結構和限制單方向熱流的特點。 本實驗工作流體為酒精，充填率60%，輸入功率由10W至50W，、傾斜角度及改變向下傳熱管長度1850mm、350mm。實驗在改變蒸發端容積後，於輸入功率46W、充填率60%、向下傳熱管長度350mm時，藉由觀察T6的溫度上升，證明迴路開始作動，且蓄壓槽和熱交換器僅有10度的溫度差。
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根據Lissaman 與 Shollenberger於1970年的Science文章，提到鳥類的編隊飛行帶來了節能的效果，因此進一步思考：假若使用仿生拍翼機進行群體飛行，是否也能得到類似的節能效果。 本文執行兩種實驗，第一種為動態實驗，將三隻拍翼機固定於框架上懸掛，進行水平迴旋飛行，模擬鳥類在巡航時的群體飛行，探討功率消耗是否減少。因為三隻拍翼機飛行懸掛飛行，本身並不穩定，經常造成最長滯空時間之量測中斷，故實驗所得的有限功耗數據缺乏一致性，而暫告實驗失敗。 第二種為靜態實驗，改用淡江大學風工程中心的大型風洞，進行拍翼機編隊之氣動力量測。本文製作了可移動式拍翼機群夾具，量測 1~3隻拍翼機，在不同前後距離、不同風速、不同攻角條件下的升力與推力變化，進而探討是否有達到節能的效果。實驗數據雖然複雜，但初步分析已有節能效果在風速3m/s、攻角10˚效果最好，功率減少消耗了1.2W。比對鳥類在編隊飛行時，會自行彈性調整相位和頻率，以達最佳節能效果，為本文後續研究之未來可努力改善方向。
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本論文主要研究目的是設計四旋翼機的三軸姿態平衡控制器，三軸姿態分別是翻滾(roll)軸、俯仰(pitch)軸的姿態平衡，與偏航(yaw)軸的方向控制。系統先藉由陀螺儀(gyroscope)量測在四旋翼機三軸上的角速度，並以加速計(accelerometer)量測翻滾角、俯仰角；磁力計(magnetometer)量測偏航角。接著使用擴張型卡爾曼濾波器(Extended Kalian Filter, EKF)，對各軸角度、角速度估測與濾除馬達轉動造成的震動雜訊。最後針對三軸設計三個單軸的模糊控制器。控制器的輸入為EKF所估測的各軸角度與角速度，輸出為脈衝寬度調變(Pulse Width Modulation, PWM)訊號。本論文藉由調整EKF的共變異數，提升估測值的準確性，並濾除馬達的震動雜訊。最後，在室內環境下，以三種實驗分別驗證三軸姿態控制的穩定效果。
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本文主要在設計新型的捕捉顆粒生物晶片，先透過COMSOL軟體進行計算流體力學的模擬，了解於此設計中會產生之速度流場以及顆粒的運動狀態。此生物晶片將蜻蜓翼與微流道結合在一起，利用蜻蜓翼在流動時會於翅膀皺摺凹陷處產生渦旋之特性，擬於微流道內產生低雷諾數渦旋，進行微顆粒之捕捉。 本文著重於仿蜻蜓翼生物晶片的設計與三維粒子流動模擬，希望得到較好的顆粒抓取效果。經重複嘗試，對於寬度200μm的微流道，蜻蜓翼連續壁弦長806μm，連續壁厚度61μm，入口流速0.52 m/s可產生明顯的蜻蜓翼渦流；入流口賦予50。的入流傾角，可增強微流道之起始渦度，有利顆粒捕捉(50顆約可捕捉2顆；捕捉率4%)，本文也嘗試階梯式兩只蜻蜓翼串接的流場模擬，適當橫向增胖蜻蜓翼尺寸一倍，捕獲率可達6%；對於未來進一步擴充為陣列式顆粒捕捉器具有應用參考價值。
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本文主要研究隅角閉鎖型青光眼對眼球視神經盤的損害，隅角閉鎖型青光眼是由於房水與虹膜間流動受阻造成前房眼壓急遽升高，壓力傳遞到眼球視神經盤後導致受損，引發視野缺損的情形。本研究設計完整的眼球模型，藉由隅角閉鎖型青光眼的發病機制進行模擬與分析，進而觀察視神經盤的受損情形。 本研究針對白種人、亞洲人、非洲人三種人種的視神經盤特性做出相應的眼球模型，在觀察眼球內部應力分佈後發現，在單一探討視神經盤差異的情況下，非洲人較亞洲人及白種人受到的視神經盤損害最為嚴重，另外本文也模擬了三種人種在不同年齡層及不同眼壓下之眼球內部受力情形。本研究模擬隅角閉鎖型青光眼分析之結果，提供往後相關研究一個重要的依據。
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論文提要內容： 文章中提到了一款新的可重複編寫，並且可搭載在拍翼機上的控制晶片。一開始文章中先分別介紹晶片中所使用的ATmeg328P微型處理器、慣性量測系統和高度感測器，在這章節也會剖析並詳細介紹這些感測器的選擇和如何使用這些感測數據，並應用在實際的飛行上面。 這次主要飛行任務，是讓拍翼機具備自主方向控制，可以依照設定在不同起飛位置都能飛往設定的方向。 下面文章將介紹M1AP，也就是新設計的控制晶片，M1AP是一個多功能可編寫並且可連接Arduino平台的晶片，晶片重量僅有0.75克重，並且包含了有12C的數位輸入和輸出、模擬輸入和輸出，還有SPI接口。最後將介紹整個M1AP的操作流程和使用方法。
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本研究針對隅角開放型青光眼的生成與發病機制建立出完整的數值模型以進行模擬及力學分析探討。隅角開放型青光眼因小樑網的病變導致房水排出受阻，使眼球前端眼壓上升在後房產生壓力堆積，後壓力經由傳遞壓迫到視神經產生視野缺損。 本研究使用有限元素法軟體ANSYS進行模擬，其分析結果可了解眼球內部之應力分佈情況，得知應力最大集中在鞏膜後端與視神經盤處。 本研究也對不同人種及狀況的患者進行探討，針對白種人、亞洲人、非洲人視神經盤的特性差異建立出相應之模型進行模擬分析，發現相同眼壓及楊氏係數下非洲人所受應力壓迫最大，次之為亞洲人，最小為白種人，本研究也對不同人種在不同楊氏係數及不同眼壓下之眼球內部受力情形做模擬及分析探討。 本研究對隅角開放型青光眼之分析結果，可令患者更加了解自身病情，也提供給往後相關研究一個具有參考價值的模擬數據。
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正常眼壓型青光眼對視神經盤造成傷害是本文主要的研究重點，正常眼壓型青光眼前房壓力介於10-20mmHg屬正常範圍內，由於視神經盤的發育缺陷，導致視神經盤無法承受正常範圍眼壓的壓迫而產生視野缺損。本研究借由設計完整的眼球膜型，並參照正常眼壓型青光眼的發病機制進行模擬分析。分析結果得到前房壓力值符合正常眼壓型青光眼臨床壓力值範圍，從應力分布現象來看，最大應力集中在鞏膜後端與視神經盤處。本研究針對白種人、亞洲人、非洲人進行探討，人種間的主要差異在於視神經盤的大小不同，研究發現在相同眼壓下，非洲人在視神經盤應力集中現象大於白種人與亞洲人，而亞洲人又較白種人大。本文也針對不同人種、不同眼壓、不同組織楊氏系數進行探討。本研究之分析結果，能提供往後相關研究一個重要的依據。
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本論文設計一套電動輔助自行車的智慧型控制器，進行騎乘情況的模擬與分析，以提升其騎乘效率。灰模糊控制系統是以灰色理論結合模糊理論為設計基礎，用灰色理論中的灰色決策概念，以行車速度、曲柄轉速及踩踏扭力來判別騎乘狀態(如平路、上坡和下坡)，之後再由模糊控制運算，有效控制輪轂馬達輸出，減少電池電能的浪費，達到節能效果，提升續航里程。 研究中以Matlab軟體來撰寫程式並進行模擬，經單車訓練平台與實際道路的實驗結果，來設計不同的模擬範例，並以灰模糊控制和傳統扭力控制之模擬結果與實驗結果做比較，證實模擬結果的可信度，能使用灰模糊程式的模擬結果來估計總騎乘時間和騎乘里程，藉此找出最佳的控制參數，減少做道路實驗之麻煩，節省人力與時間的成本。此外，也在灰模糊控制系統裡，加入倒傳遞類神經網路來預測控制器輸出到驅動器之修正電壓訊號，使荷重輕的騎乘者騎乘時，不會有輔助動力過大的問題，避免發生類似暴衝之危險，確保騎乘安全。
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習用的繞射式雷射光學尺皆為非共路徑架構，參考光與待測光行進的路徑不相同，量測誤差達數百奈米，在一般環境下限制了在精密量測以及定位加工，並且位移量測解析度與準確度受到極大影響，環境擾動的因素使雷射光學尺技術遇到瓶頸。 本研究提出了一種微型共路徑雷射光學尺(Common-path Laser Encoder，簡稱CPLE)，它具有元件少、組裝容易、高抗環境擾動能力、高量測解析度、與高準確度等優點。CPLE透過雙狹縫的相位偏移技術(two-slit phase shifting)，可將干涉訊號調整為相位差為90°的正交訊號，該技術減少了光學元件數目，光學元件引入之誤差可大幅降低。 本研究設計出微小化CPLE讀頭的光機佈局並製作出微小化CPLE的讀頭原型。在長行程位移進行量測性能實驗與商用HP5529A干涉儀進行偏差量評估，並對於易造成實驗上的誤差進行分析。在分析與實驗結果顯示，CPLE於一小時系統穩定度量測中產生漂移量為17.7 ± 4.7 nm，解析度約1.5 ± 0.5 nm。故CPLE在奈米量測中是一個誤差量較小的位移感測裝置，在超精密機械應用具有潛力。 關鍵字: 光學尺、位移量測、共路徑、長行程、光柵誤差、微小化