中原大學機械工程學系學位論文
中原大學,正常發行
選擇卷期
- 學位論文
現今全球極端氣候與工程品質的不穩定，造成基礎建築物的快速老化，因此定期檢查建物的損傷成為重要的課題，又加上多數國家勞動人口的高齡化，使得自動化之檢測更為重要。 目前傳統之建物檢測，為人員吊掛於建物外側以目視的方式進行，不但使檢測人員暴露於危險之中，且檢測判斷過於主觀。本研究搭配無人機應用於基礎建物的非接觸性檢測，提供一個安全、快速且簡便的解決方案。 透過參考市售無人機產品進行物理量的推導了解機體差異與特性，從拍攝地面圖飛行結果驗證物理量所推算的結果。實際透過拍攝建物後發現，僅使用無人飛機拍攝影像並無法將其利用到建築物建檢測上，還需要對影像進行正攝修正使影像呈現建物的原始狀態，有了正攝影、還需要對影像做量測。光影對影像的影響也是很重要的，由於影像中的損傷特徵不能清楚顯現會使檢測產生誤差因此也需要對光影變化進行影像處理。 針對以上所陳述的問題進行研究並加以解決，以達到落實無人機應用在基礎建物的非接觸性檢測。
- 學位論文
癌症多年來為國人十大死因之榜首，若能提早發現並予以治療，將使存活機率大大提升。由於當癌細胞開始增生或將要進行移轉時，存在於體液中的外吐體會異常大量分泌，若能開發出一套簡易式檢測體液外吐體數量變化的設備，就可能達到癌症預警之效。 本研究研製了一套結合外吐體純化稀釋取樣與奈米粒子數量檢視之系統，先透過包覆聚乙二醇之四氧化三鐵奈米粒子抓取血清內部之雜蛋白質，利用磁力將粒子吸附至底部以取得純化之外吐體上清液，再將上清液與去離子水稀釋混合，最後將稀釋後待測液放入奈米粒子數量檢視系統中，即可藉由雷射光照射外吐體粒子產生之瑞利散射光檢測外吐體的數量。 本研究中的檢視系統係由傳統的顯微鏡改裝而成，使用波長405nm雷射作為光源，並以3D列印技術製作暗場觀測平台。實驗結果顯示在各種濃度中所測得的外吐體數量與商用Nanosight所測得的數量值誤差在10%內，且此外吐體純化稀釋取樣設備能夠在3分鐘內自動完成純化稀釋取樣與數量檢視，故此低成本系統有機會開發成為一套幫助人類早期發現癌細胞的儀器設備。
- 學位論文
本研究是參考具六自由度史都華平台的設計概念，採用簡易維修、且成本低廉的設計製作方式，以能達到高精度與多方向定位為目標。所設計製作之並聯式六軸平台機構，其結構為可動板與固定板，上下板件之間使用了六具重複精度高的線性致動器機構，另外其接頭的配置，分別是上方用六組球接頭機構，以及下方用六組萬向接頭機構，透過各組線性致動器不同長度的伸長量配合，予可動板能夠穩定的操作達成不同位置或角度的變換。 針對組裝後的六軸平台機構，幾何精度檢測校正的方法，是參照ISO230-1的國際規範，使用三次元量測儀與槓桿式千分錶、花崗岩角規和花崗岩直規等量具。其檢測的項目包括重覆精度與直線精度，以驗證本文所設計平台的精準度，經實驗測試與驗證可達到符合預期之微米等級。
- 學位論文
文將針對盤式風力發電機做研究，去設計發電盤的尺寸與大小並且透過田口法去找出影響發電盤最大的控制因子。 研究方法分為兩個部分，第一部分是設計發電機的尺寸與大小，主要機構是使用壓克力與銣鐵棚磁鐵，其中發電機的磁極數為12極，線圈部分使用6個感應線圈來感應。而本文所採用的盤式風力發電機為雙轉子單定子的機構，轉子為銣鐵棚磁鐵，定子為線圈，第二部分是使用田口法，其中控制因子為:磁鐵厚度、線圈線徑、線圈匝數以及增加矽鋼片。一開始依照田口法的直交表做9組L9(34)實驗出來，判斷哪幾個控制因子是最重要的，並找出最佳組合，再把最佳組合做實驗驗證。 接下來的實驗將線圈的體積固定。使用不同的線徑，能繞的匝數也不同。另外，將線圈線徑去做改變並比較，發現0.5mm、0.7mm和1.0mm三種線徑中，0.5mm線徑的感應效率較佳;磁鐵間隙將10mm及18mm做比較，發現18mm的感應效率較佳。做完實驗之後，發現10mm的磁鐵厚度加1/2的矽鋼片以及使用0.5mm的線徑加上18mm的磁鐵間隙有較佳的表現。
- 學位論文
隨著科技水平的不斷提升與發展，針對塑膠產品的重量精度、尺寸精度、產品穩定性有了更高的要求，傳統提高產品需求主要是提升射出成型機控制技術及針對射出成型參數進行優化。綜觀射出成型機的市場，國內設備技術水平已相當進步，射出成型參數往往是依靠有經驗的師傅來調整，沒有一科學化的數據當作基準，而壓力-比容-溫度（PVT）是影響塑膠高分子的重要關係，將以上影響產品精度的可變因素進行監控，使其提高產品穩定性是未來射出成型參數優化的重要關鍵。 本研究使用t=2 L/t=100之長平板狀產品進行實驗，材料為聚丙烯（PP）K1035半結晶熱塑性塑膠，利用壓力感測器與紅外線溫度感測器埋設置於模穴內，實際監測射出成型的PVT歷程，透過此數據探討不同參數下對PVT歷程之間關係，而後使用此技術透過模流分析軟體驗證其不同控制法對產品的品質影響是否一致，希望透過此監控技術達到品質控制之目的。 研究結果顯示，PVT監控技術將有效且穩定的擷取其成型過程中熔膠至模穴內壓力、比容、溫度之數據，並提供試模人員調整出最佳成型參數。於基礎參數的實驗中可以發現不同的成型參數設定將會對PVT歷程造成不同影響，而後也直接反應在終端產品上。動態PVT控制技術的應用在半結晶材料上顯示各段收縮率的離散程度較單段保壓改善程度達到23%，此也反應在翹曲位移量，動態保壓的導入可改善翹曲達到18%。PVT控制技術應用於分析軟體結果顯示其結果與實驗達到相同趨勢，說明此控制技術的應用可達到產品品質監控可行性。 關鍵詞：動態PVT歷程控制、射出成型品質控制、壓力感測器、紅外線溫度感測器
- 學位論文
本論文設計一風力發電系統進行研究，利用全橋整流器將風力發電機所輸出的交流電壓轉為直流電壓，由於風力發電隨著風速的不同，產生出不同的交流電壓，整流完的直流電壓及功率也隨之不同，透過直流/直流轉換器，將經由整流器隨風力發電機輸出端產生不同的直流電壓轉換成足夠對電池充電之電壓。直流/直流轉換器對電池充電同時也將能量傳至逆變器中，將產生的直流電壓轉換成220V的交流電壓，來作為我們市電的使用。當無風狀態期間，儲存在電池內的能量便可暫時當作替代電源，以提供足夠的能量給逆變器轉換成交流市電。為了使風力發電機在更低風速所產生之電壓也能夠對電池充電，需要增加直流/直流轉換器輸入端電壓之範圍，系統利用兩種市售規格不同的直流/直流轉換器，經由二極體整流後兩者結合將輸入端電壓範圍擴大，使之可接受風速的範圍變得更廣。
- 學位論文
塑膠射出成型早已廣泛應用於各種產品，隨著塑膠產品的多樣化及生命週期的縮短，導致模具的製造及開發的時間相對被壓縮；而模具的零件種類繁多，製程的順序及工時也隨著零件的不同有所差異。現今實務上多採用工作站的方式增加總產能，故傳統的單機排程的方式已經不能符合實際產線的需求，為了更貼近實際的產線，應使用平行機台排程方式規劃製造排程，提高機台使用率及縮短模具製造時間。另外也針對電極與治具之前置工序的部分，加入階層分析的篩選機制判斷及最佳化排程，以確保各個工序要進行加工時，其前置零件或是前置工序皆已完成。 本研究先以先進先出法則結合最早交期法則以及實際生產線的現場經驗，根據模具製程規劃表中給定的加工機台群組、零件上下階層關係、加工工序、預估工時以及模具交期等限制條件，進行快速的分析並進行自動預排，先得到一個初步的排程結果；接著再利用蟻群演算法的最佳化求解能力，以零件製程工序做為螞蟻旅行的節點結合自動預排結果得到的指標分析，藉由費洛蒙矩陣的運算與蟻群系統三大法則的運作，進行排程最佳化，幫助縮短模具製造時間，也有效的解決在模具製造上具複雜先後階層工序的零工式排程問題。
- 學位論文
為了提升金屬的抗腐蝕能力，許多方法已被提出，其中以塗佈隔離層的方法最受青睞，其在金屬表面的塗層主要目的是為了降低金屬與腐蝕介質的接觸，進而增加金屬的抗腐蝕能力，而本研究係以滾輪壓印的方式將微結構轉印至鋼捲表面，使其表面具有疏水性的效果，進而提升抗腐蝕的能力。 首先利用本研究團隊自行開發的紫外光輔助捲對捲滾輪壓印設備，並以傳統的光學微影、膠體微影與乾蝕刻製程製作出具微米結構與微/奈米層級結構矽模仁，而後利用模板複製的方法做出與矽模仁結構相反的PDMS軟性壓印模仁，並以紫外光固化型高分子材料做為成形材料而後進行滾輪壓印製程，將壓印模仁的結構轉印至鋼捲表面。在檢測方面，先利用接觸角量測儀來量測滾壓成品的表面親疏水性，結果顯示表面具微結構的高分子塗層其表面接觸角均大於表面無結構者，而表面具微/奈米層級結構者其表面接觸角為131°，具有較佳的疏水性能；最後利用電化學檢測來測量滾壓成品的抗腐蝕性能，裸鋼捲其電化學檢測之腐蝕電位為-913.0 mV，而具微/奈米層級結構的樹脂塗層具有最佳的腐蝕電位-515.7 mV。其結果亦證明，高分子塗層能有效的提升鋼捲的抗腐蝕能力，而表面越是疏水的高分子塗層其抗腐蝕能力則越好。
- 學位論文
隨著黃金價格的節節上揚，平面顯示器相關產業面臨到的成本壓力也愈來愈沉重，其中驅動IC封裝製程因使用金凸塊作為IC與載板的連接元件，故受到的成本壓力最大。因此近年來驅動IC封裝產業各種節省黃金用量的方式一直被討論與研究。除評估變更封裝材料以銅鎳金凸塊取代金凸塊外，降低金凸塊高度以節省黃金用量在驅動IC封裝產業亦被持續要求，但因需考量到面板壓合的製程穩定性與預防金凸塊高度降低可能帶來的風險，故隨著金凸塊高度的降低，對金凸塊高度均勻度的要求也越來越高。本論文的研究重點為以現行使用的掛鍍式電鍍機與夾具進行金凸塊高度均勻度改善探討，期望以現行的設備搭配硬體的調整可達到改善金凸塊高度均勻度的目的。 實驗規劃預計區分為三個階段，第一階段實驗規劃以測試夾具形式為主要目的。第二階段以第一階段測試結果最佳的夾具形式進行電鍍機台的硬體製程參數測試。第三階段以第一與二階段測試結果最佳的夾具形式與硬體製程參數進行再現性測試，並與原夾具形式與硬體製程參數比較。 由三個階段的實驗結果可知以全接觸上導通的夾具形式搭配最佳製程參數相較於原6點側導通的夾具形式搭配原硬體參數，凸塊高度均勻度有優異的改善結果，凸塊高度均勻度可由原平均約3.1um改善至1.2um，改善幅度約60%。
- 學位論文
本篇論文重點主要有兩個部分。第一部分為分析三種帶翅植物(青楓、二葉松、肖楠)種子之仿生葉片的一些相關物理與氣動力資料，包含重量、體積與密度及翼片的升力與阻力係數。首先將植物種子葉片的外型藉由2D量測儀掃描到電腦，再利用CAD及Pro E建立其外型輪廓及計算模型，最後使用有限元素分析軟體(ANSYS)分析流場、計算及繪出仿生葉片的升阻力係數圖。結果發現青楓仿生葉片的升力係數在攻角度數很大的時候有不容易失速的優點，且其升阻比是三種仿生葉片中最大的。 第二部分重點在運用風洞實驗量測與計算三種帶翅植物的仿生翼型所製作成之小型三葉片及五葉片風力機的發電效率。藉由風洞實驗量測並計算其發電效率。經由實驗所得結果，發現仿靑楓的帶翅種子翼型的五葉風力機，在風速5m/s的時候發電效率可達37%，其發電效率相對於風速的變化也較其他兩種來的穩定。其次，仿青楓翼型的三葉片風力機，在風速5m/s的時候發電效率亦可達36%。對其他二種植物而言，仿肖楠翼型的五葉片風力機，則是在風速為4m/s時達到最高效率約37%，而仿二葉松葉型的五葉片風力機最高效率約可達25%。