DSpace collection: 學位論文

Development of the Bidirectional Full-Bridge CLLC Converter for Electric Vehicles

Wed, 15 Apr 2026 06:02:52 GMT

title: Development of the Bidirectional Full-Bridge CLLC Converter for Electric Vehicles abstract: This dissertation proposes a novel bidirectional full-bridge CLLC converter that is suitable for electric vehicle applications in the power grid system. The converter has bidirectional energy transfer capabilities, allowing for energy to be transferred from the high-voltage side to the low-voltage side and vice versa. In both modes, all switches exhibit soft-switching characteristics, which effectively reduce switching losses on both the high-voltage and low-voltage side power switches. Additionally, this converter has distinct resonant frequencies that extend the load range for zero-voltage switching (ZVS) and zero-current switching (ZCS), thereby enabling the converter to achieve improved efficiency under light-to-halfload conditions. This dissertation implements a prototype of a 2 kW-rated power converter that utilizes the Texas Instruments digital signal processor TMS320F28335 as the control platform. With its fast computation capability and flexible control planning, the converter achieves bidirectional energy transfer between high and low voltages. Through experiments, it has been verified that the efficiency is significantly improved under light-to-half-load conditions.

數位相移條紋投影量測系統之設計與實現

Wed, 15 Apr 2026 05:36:25 GMT

title: 數位相移條紋投影量測系統之設計與實現 abstract: 本研究建立完整的數位相移條紋投影量測系統來進行物體的三維曲面量測，在演算技術部分，本研究使用多步相位移技術、三種波形條紋、品質導引路徑相位展開技術及參考平面扣除法等。硬體部分，本研究設計了兩套系統，第一套稱為多角度三維複雜曲面量測系統，第二套稱為微米級形貌量測系統。多角度三維複雜曲面量測系統使用DLP投影機投射條紋結構光影像，再藉由CCD相機擷取變形的條紋結構光影像，並利用電控轉盤來控制CCD相機的量測角度，以觀察多步相位移在不同量測角度對物體三維曲面量測的影響。微米級形貌量測系統整合DLP投影機、光學鏡組、立體顯微鏡及CCD相機將條紋結構光縮小並用以量測微米級三維形貌。由實驗結果可知，在量測三維複雜曲面時，七步相位移在量測角度20°可得最佳量測結果，量測直徑50 mm滾珠螺桿之真圓度為0.05mm。在量測特定形狀時，餘弦波條紋對於直徑1 cm內凹半圓形待測物的量測誤差最小為1.27%，方形波條紋對於寬度3 cm長方形待測物的量測誤差最小為5.02%，三角波條紋對於邊長1 cm正三角形待測物的量測誤差最小為10.18%。在量測微米尺寸之形貌時，量測光纖解析度可達3 μm，與共軛焦顯微鏡量測結果比較，本量測系統精度高、架構簡單且操作容易。本系統可應用於生產線上之三維形貌檢測，對於自動化光學檢測領域有相當之助益。

黏著劑噴印3D列印砂模成型品質優化之研究

Wed, 11 Sep 2024 08:22:28 GMT

title: 黏著劑噴印3D列印砂模成型品質優化之研究 abstract: 積層製造技術在現代已有許多先進技術被開發出來，其中以黏著劑噴塗成型最受矚目，其原理乃是利用驅動電壓及波形控制壓電噴頭，使其噴出黏著劑至粉床成型的技術，也是用於列印鑄造用砂模的主要技術，其顆粒性質、黏著劑種類等參數皆會影響砂模列印品質。許多學者皆使用了這項技術進行製程上的突破，包括砂模形狀的幾何設計、砂模材料的選擇和改良、砂模製程的突破等等。其中影響砂模性質的要素為黏著劑和矽砂含硬化劑的結合反應、粒徑大小、黏著劑多寡等等。因此，有許多學者也針對砂模的強度、尺寸、透氣性等砂模檢驗進行優化改善。常見的砂模機械性質如抗壓強度、抗彎強度、透氣性、成型性、尺寸精度、燒失量等為一個砂模是否良好的參考依據，機械性質又與墨量有關。因此，本研究透過理論方程式及數值分析探討單一墨滴於粉床中的滲透行為，並以ANSYS Fluent進行模擬分析證明了墨量和孔隙率等參數之間的關係，進而提出一種用以預測單一墨滴滲透深度和擴散直徑的簡易模型。此簡易模型可節省更多的運算資源和時間、更快速的知道單一墨滴在粉床中的滲透深度和擴散直徑，並且透過實驗得知，簡易模型和實驗所得的結果擁有相同趨勢，而實驗和模擬皆表示墨量以及孔隙率與擴散直徑和滲透深度成二次及一次函數關係。接著，本研究將不同墨量以及孔隙率的成果用於列印中，發現機械性質與墨量之間的關係，表面硬度、抗壓和抗彎強度隨著墨量增加而增加，成型性也隨著更好，但在透氣性上和尺寸精度上表現越差。本研究提出一個製程改良－『灰階列印』，此方法透過調整壓電噴頭和切層軟體以不同墨量在不同位置噴印，我們在同一層中以不同墨量噴印，以及不同層中以不同墨量噴印，證明此方法可以兼顧高強度、高成型性、高透氣性、高尺寸精度的特點，透過此概念列印可在維持機械性質條件下，使尺寸誤差將至0.3%並同時兼具良好透氣性。在了解墨量和孔隙率之間的關係是影響機械性質、尺寸精度和透氣性的主要變因後。本研究試圖在優化砂模列印品質的前提下，探討環保和永續使用的可能性。本研究提出使用回收砂進行砂模列印的概念，透過使用回收砂，不僅在砂粒、黏著劑和硬化劑的使用量大幅減少。並且我們發現矽砂在回收使用二至五次間的機械性質如抗壓強度、抗彎強度、表面硬度表現上，皆比使用新砂來得好，這是因為隨著矽砂的反覆使用會逐漸磨損，導致砂粒的尺寸變小。這個現象會使得粉床由單峰粒徑變為雙峰或是三峰粒徑，使得孔隙率發生變化，這也是使得砂模機械性質以及尺寸精度提高的原因之一，因此，我們得到一個結論，使用回收砂不僅比使用純新砂擁有更好的機械性質，在硬化劑和黏著劑的使用上皆遠小於使用純新砂石的用量。透過以上研究，我們成功透過調整墨量、孔隙率來對砂模列印製程進行改良，使得砂模和砂心的列印品質得以優化。在砂模中我們能夠在維持高機械性質的前提下，使得透氣性和尺寸精度得以提升。在砂心以及砂型中較難透過後加工方式進行尺寸修正的地方，此製程改良的特色和優點更加放大，本文之研究成果適用於黏著劑噴塗成型在砂模列印中的改良，也期許此研究方法能使砂模列印品質更完善。

平面與空間串聯型機械臂彈簧靜平衡方法與彈簧較能評估

Wed, 11 Sep 2024 07:58:10 GMT

title: 平面與空間串聯型機械臂彈簧靜平衡方法與彈簧較能評估 abstract: 本研究旨在探討平面與空間串聯型機械臂之彈簧靜平衡方法與彈簧效能評估。機械臂的靜平衡可帶來許多好處，如降低驅動源負載、提高效能等，相關研究行之有年。為達靜平衡，過往文獻提出方法多運用重量塊(counterweight)或彈簧等平衡元件完成系統勢能平衡。其中彈簧靜平衡方法又可依達成手段細分多種，如使用平行四連桿、凸輪或齒輪等輔助裝置給予彈簧幾何限制，將彈簧與輔助裝置組成平衡模組，安裝於機械臂分別平衡各個桿件。然而輔助裝置可能帶來額外慣性與運動干涉等問題，故本研究提出一種無輔助裝置的系統彈簧靜平衡方法:首先透過二次型(quadratic form)能量表示式將平面機械臂重力勢能與彈簧勢能以相同之矩陣形式表示，二次型包含了包含桿件位置距離的行、列向量與剛性方陣，剛性方陣中的元素對應了與各桿件姿態相關之能量係數(即剛性)，透過此表示彈簧-機械臂系統總能平衡式可簡化為剛性矩陣的總和為定值。其中彈力勢能的剛性矩陣元素為彈簧參數(包含彈簧剛性、接點長度與接點角度)的函數，故可透過調整彈簧參數完成系統平衡。彈簧接點角度決定了該彈簧是否貢獻與重力反向的平衡項，本研究依此提出最佳貢獻之彈簧接點角度準則。而為完成系統平衡，已知接角的彈簧需安排於適恰桿件之間，由剛性矩陣分布可知，欲提供與重力相對應之矩陣元素，彈簧需接地安裝，而接地彈簧(ground-connected springs)除貢獻抵銷重力之元素外，亦殘留部分需由非接地彈簧(non-ground-connected springs)平衡的多餘能量，透過安排彈簧致使矩陣中所有元素皆相互抵消則完成系統平衡。本文提出將彈簧接角納入考量之三、四桿平面串聯型機械臂重力平衡彈簧配置方法。過往靜平衡研究多僅止於針對重力的平衡，本研究另提出可對任意方向恆定力的彈簧靜平衡方法。在某些機械臂應用情境下，機械臂需長時間承受重力以外之外力，如工業用鑽頭、研磨機械臂在長加工路徑過程中需長時間承受機械臂末執行端(end-effector)與工件間的反作用力，若將該力平衡可帶來前述降低驅動負載等好處。為此，本研究首先提出任意方向恆定力的二次型能量表示式，將恆定力對於一假定之零勢能面的勢能改寫成與前述二次型重力勢能表示式相同之型式，改以此做為彈簧之平衡標的，如同機械臂的彈簧重力平衡法，透過調整彈簧配置與接點及彈簧配置安排可建立任意方向恆定力的彈簧靜平衡方法。彈簧靜平衡方法係以複數根彈簧共同完成平面機械臂的平衡，而已知彈簧除貢獻能量用於平衡外，亦可能殘留需由其他彈簧平衡的多餘能量，若能降低多餘能量占比，則可定義該彈簧被有效使用，於此概念之下，本文建立了彈簧效能之評估方法，並進一步分析造成多餘能量的彈簧參數，藉此提出提高效能之彈簧安裝調整方法。除上述平面機械臂靜平衡理論，本研究進一步探討空間串聯型機械臂的靜平衡。依循前述平面機械臂的平衡方法，將二次型能量表示式拓展應用於空間串聯型機械臂。相較平面機械臂，空間機械臂涵蓋三個平面的旋轉，為此本文重新建立機械臂模型，並改寫二次型中描述桿件姿態的行、列向量，納入機械臂桿件之空間向量。如同前述平面機械臂的靜平衡，透過調整空間機械臂上之彈簧接點即可達成系統靜平衡，本文基於此提出彈簧安裝準則，及三、四桿空間串聯型機械臂之重力平衡彈簧配置。

常壓電漿噴射束於回火麻田散鐵鋼表面滲氮處理之製程溫度、時間與硬質層生成相互關係之研究

Wed, 13 Mar 2024 05:46:47 GMT

title: 常壓電漿噴射束於回火麻田散鐵鋼表面滲氮處理之製程溫度、時間與硬質層生成相互關係之研究 abstract: JIS SKD11冷作鋼非常適合用於模具或機械工具之製造業上，然而，由於該鋼材之模具或機械工具之缺點為壽命短，因此使它們的使用量大大降低。因此，本論文之研究目的在常壓電漿噴射束(Atmospheric Pressure Plasma Jet, APPJ)之系統，通入300 sccm-H2/N2之混合氣體針對JIS SKD11冷作鋼進行滲氮，以探討電漿所提供之溫度與製程時間，將控制表面硬度與滲氮厚度之結果。本實驗採用常壓電漿滲氮(Atmospheric Pressure Plasma Nitriding, APPN)系統，在SKD11冷作鋼於483.5℃ (400 W)、544.5℃ (500 W)、628.0℃ (550 W)和705.6℃ (600 W)進行。滲氮後之試樣，透過分析量測可得滲氮層的顯微組織結構、化合物層之厚度、擴散層之厚度、表面硬度與表面形貌之變化，並且透過利用X射線繞射(X-ray diffraction, XRD)與高解析度場發射掃描式電子顯微鏡(Field Emission Scanning Electron Microscope, FE-SEM)分析之外掛之能量色散X射線譜(Energy Dispersive Spectroscopic, EDS)進行Mapping分析，以此瞭解表面微觀結構的變化。XRD分析滲氮過後之試樣，發現表面存在氮化相分別為ε (Fe2-3N)、γ’ (Fe4N)與CrN，此外，SKD11中的氮濃度隨著製程溫度的升高而增加，而表面硬度隨著製程溫度的升高而上升，於製程溫度544.5℃以內時；當製程溫度超過544.5℃時，滲氮層靠近表面處會形成具有孔隙的滲氮層，因此導致表面硬度下降。在本實驗中，具反應性的電漿物種能夠透過光放射光譜儀(Optical Emission Spectroscopy, OES)進行物種之量測，以此分析H2/N2的工作氣體產生通入常壓電漿中形成噴射束，透過電漿診斷確定活性電漿之物質，因此得知在300 sccm-H2/N2之混合氣體中，NH基對滲氮之過程扮演活性物質的角色。 APPN製程結果證實SKD11冷作鋼中的氮含量隨著滲氮處理時間增加而增加，而形成更厚的化合層與擴散層，此外，SKD11冷作鋼的表面硬度會隨著升高製程溫度及縮短製程時間或是降低製程溫度及增長製程時間而增加。另外，將製程溫度、製程時間、表面硬度與滲氮層作為參數因子之函數進行更高階的非線性建模，並以此參數研究，探討APPN滲氮參數對底材表面硬度與滲氮層的影響。經過高階非線性模型進行估計新的製程參數，而後透過實驗驗證，可得到估計值與實驗結果之誤差範圍為-15%至6%之內。經過磨耗測試後，APPN滲氮後的試樣表現出優異的磨耗性能。尤其對於電漿功率500 W與處理時間為10 分鐘下，其磨耗率約為原始底材的十分之三，以此證實APPN會提高SKD11冷作鋼的耐磨耗性，並降低摩擦係數。此外，此項研究還分析滲氮後之試片的磨耗機制，並透過FE-SEM觀察磨耗痕跡在不同功率和製程時間下之磨耗的演化，並顯示磨耗表面呈現磨損性、黏著性、分層性、裂痕和氧化磨耗之模式的結果。 JIS SKD11 cold working steels are widely used in dies and mechanical tools manufacturing. Unfortunately, their use is greatly reduced due to their short lifetime. Thus, this research is conducted to investigate the nitriding process on surface hardness and nitriding thickness of JIS SKD11 cold working steels using 300 sccm-H2/N2 mixture gas in an atmospheric pressure plasma jet (APPJ) system, which is highly dependent on the process temperature and process time. SKD11 cold working steels were nitrided at 483.5℃ (400 W), 544.5℃ (500 W), 628.0℃ (550 W), and 705.6℃ (600 W) by atmospheric pressure plasma. After nitriding, the microstructure, compound thickness, diffusion thickness, and surface hardness of the nitriding layer, as well as the surface morphology were accordingly determined. Using X-ray diffraction (XRD) and field emission scanning electron microscope (FE-SEM) coupled with energy dispersive spectroscopic (EDS) for mapping analysis was used to comprehend the surface modification of the nitrided microstructure. XRD analysis showed the presence of ε (Fe2-3N), γ’ (Fe4N) and CrN phases of iron was evidently observed. Besides, the nitrogen content in SKD11 increased as the process temperature increased, whereas the surface hardness increased with the increasing process temperature within 544.5℃. The results indicate that the nitrided layer of the surface with the pores phenomenon, can be formed when a high nitriding process temperature was used. The surface hardness decreased with the increasing process temperature when the temperature was over 544.5℃. In this research, reactive plasma species were able to recognize with optical emission spectroscopy (OES) studies. An atmospheric pressure plasma plume produced using H2/N2 gas was explored for the active plasma species. In the 300 sccm-H2/N2 gas mixture, NH radicals play the role of active substance on the nitriding process. The process of APPN results showed that nitrogen content in the SKD11 cold-working steel extended with increasing nitriding process time and process temperature, and thereby, the formation of thicker compound zones and diffusion zones. Furthermore, the surface hardness of the SKD11 cold-working steel increased by increasing the plasma process temperature and decreasing the process time, or decreasing the plasma process temperature and increasing the process time. Also, higher-order nonlinear modeling of the process temperature, process time, surface hardness, and nitriding layer as a function of parameter factors has been performed. It was possible to carry out parametric research to investigate in detail the effect of each atmospheric pressure plasma nitriding parameter (process temperature and process time) on the surface hardness and nitriding layer of the substrate. The new parameters are estimated by the higher-order nonlinear modeling, and the experimental verification was carried out. The error range between the estimated value and the experimental result was -15% to 6%. After the wear test, the specimen nitrided with APPN showed excellent wear behavior. The wear rate is found approximately three-tenth of the pristine substrate for 500 W of plasma power and 10 mins of treatment time. APPN improved the wear resistance and decreased the coefficient of friction of SKD11 steel. Furthermore, this research included an analysis of the wear mechanisms of the nitrided sample, founded on FE-SEM observations of the wear track at various power and process time of the development of wear. The FE-SEM investigation of worn surfaces showed marks for abrasion, adhesion, delaminsation, crack, and oxidative modes of wear.

多型樣式數位相移條紋投影術應用於三維多樣表面輪廓量測

Fri, 03 Aug 2018 07:02:46 GMT

title: 多型樣式數位相移條紋投影術應用於三維多樣表面輪廓量測 abstract: 本論文使用三種波形(餘弦波、方波、三角波)的數位條紋結構光，再加上七步相位移法、相位展開技術、參考平面扣除法來量測不同的三維表面輪廓，量測試件包含半圓形、內凹半圓、方形、三角形等形狀。量測系統是將數位結構光法投影至待測物上，然後以數位攝影機擷取條紋影像，最後使用多步相位移技術計算出物體表面的三維輪廓。實驗結果顯示，不同波形的結構光在量測不同樣式的待測物時會達到不同的效果。餘弦波對於半圓形試件有較小的量測誤差(1.27%)，方波則對於方形試件有較小的量測誤差(15.66%)，而三角波則對於三角形試件有較小的量測誤差(10.18%)。未來應用於產品的即時檢測時，可針對輪廓形狀來選擇較適合的條紋結構光進行量測，以獲得最小誤差的三維表面輪廓。
description: 碩士

核殼微型光柵之奈米光子噴流研究

Fri, 03 Aug 2018 07:02:44 GMT

title: 核殼微型光柵之奈米光子噴流研究 abstract: 本論文主要研究三種介電微米光柵(半圓型、方型、三角型)，在鍍上三種金屬薄殼(金、銀、銅)後，經由三種雷射波長(405 nm、532 nm、671 nm)照射下，產生的光子奈米噴流現象。本研究使用半導體微影製程和翻模技術來製作介電微米光柵，其材料為聚二甲基矽氧烷，然後再使用真空濺鍍機將金屬薄殼濺鍍至光柵表面。本論文使用數值模擬和實驗量測來研究和證明不同形狀的微米光柵在不同金屬薄殼和不同尺寸的情況下，光子奈米噴流的變化。在數值模擬方面，本論文使用時域有限差分法來模擬不同形狀、尺寸、金屬薄殼，在不同波長雷射的照射下，產生的光場分佈及能量強度的情況。在實驗量測方面，本論文使用高靈敏度光學顯微系統來擷取實驗噴流影像，再以電腦程式分析實驗影像之數據，如噴流焦距、長度、寬度、能量強度等，並與數值模擬的參數做交互比較。本論文發現銀殼微米光柵產生的噴流長度比無殻光柵的噴流長度長，而銅殼光柵在405 nm波長及532 nm波長雷射光照射下有較強的能量強度，此研究結果可幫助未來能夠找到更加完美的光子奈米噴流來觀察奈米級的物體。
description: 碩士

移動機器手臂研發

Fri, 03 Aug 2018 07:02:42 GMT

title: 移動機器手臂研發 abstract: 本論文發展移動機器手臂系統，應用在自動倉儲系統中輔助進行貨品挑揀的任務。此研究包含三個主要研究議題，包括移動機器手臂設計與實作、運動控制系統規劃、應用範例測試等。首先，依據機構外型需求，規劃設計機器手臂、移動平台、端效器的機構。其次，挑選適當馬達，規劃機器手臂與移動平台的電機驅動系統。再探討機器手臂與移動平台的運動學，以便運動控制之用。控制系統在機器人作業系統(ROS)環境中發展，以取用其開源與架構完整的特性。最後規劃移動機器手臂系統的實測範例，包括移動平台、機器手臂、端效器等個別模組的測試，以及整合移動機器手臂系統的挑揀任務測試等。
description: 碩士

可攜電子裝置在長照環境之安全監控研究

Fri, 03 Aug 2018 07:02:40 GMT

title: 可攜電子裝置在長照環境之安全監控研究 abstract: 近代醫療科技進步使人類壽命逐漸增長，人口老齡化的狀況產生了大量的醫護人力，以及長期照護機構的需求。多數長者在經過老化的過程中，常需要旁人照護伴隨。但因老年人口眾多，造成長照機構及照護人員之需求日增，雖然有些場所，在床頭有緊急呼叫鈴，可以隨時通知監控中心，但依然無法預防不可預期的風險。根據參考資料顯示心臟驟停、呼吸道阻塞、等急症的黃金救援時間都非常短暫，所以即時的緊急呼救顯然十分重要。可攜式電子裝置結合現今使用率高的無線網路與藍芽模組，針對尚可行走與生活可自理的長者設計。當緊急狀況發生時可自行或由照護者按下呼救按鈕，裝置上的藍芽模組會蒐集呼救者地點資訊，透過網路讓訊息傳遞至監控中心的螢幕上並同時響起警鈴，讓值班人員可在第一時間內接獲通知前往救援。本論文的目的為設計即時的安全監控系統，讓使用者可即時呼救，減少醫護人力，增進照護安全。達到全面的安全監控以及初步緊急救護之效果。
description: 碩士

奈米超斥水聚二乙烯苯粉末的製造與應用

Fri, 03 Aug 2018 07:02:38 GMT

title: 奈米超斥水聚二乙烯苯粉末的製造與應用 abstract: 本研究將含有高壓容器容積比例為80%之二乙烯苯單體、乙酸乙酯溶劑及偶氮二異丁腈起始劑之A混合溶液，進行高壓溶劑熱法已成功製備具有超斥水之聚二乙烯苯(PDVB)合成物，壓製成PDVB超斥水薄片，其靜態接觸角與滑動角分別約為163°及1°，將含有2wt% PDVB超斥水粉末之乙醇溶液給予球磨後，製得平均粒徑約為148nm PDVB的乙醇懸浮溶液。使用浸塗法製得靜態接觸角分別約為153°、154°及157°與滑動角均約為1°的超斥水影印紙、道林紙與西卡紙。將已去木質素的木塊與含有高壓容器容積比例為80%之A混合溶液，經高壓溶劑熱法已成功製備具有超斥水之靜態接觸角分別約為135°、132°及140°與滑動角均約為1°的超斥水白楊木、吉野檜木及飛機木塊。將已作陽極處理且未封孔之6061鋁合金與含有高壓容器容積比例為80%之A混合溶液，使用5次的高壓溶劑熱法，讓PDVB超斥水合成物填滿陽極處理之AAO孔洞中，成功製得靜態接觸角約為156°的超斥水陽極處理之6061鋁合金。
description: 碩士

Experimental investigation on thermal performance of water and Dowtherm-A as working fluid in a medium temperature thermosyphon

Fri, 03 Aug 2018 07:02:37 GMT

title: Experimental investigation on thermal performance of water and Dowtherm-A as working fluid in a medium temperature thermosyphon abstract: 這是熱虹吸實驗，研究的目的主要是研究熱回收和節能，因為它廣泛的應用於商業工程設備。熱管和虹吸管是使傳熱系統效率最大化的關鍵技術。本論文的初步研究以水和Dowtherm-A為工作流體的熱虹吸管的熱性能。初步實驗結果用於評估熱阻和有效熱傳導。實驗結果以圖形的形式進一步比較以獲得最低的熱阻和最高的熱傳導率。最大熱容測試的結果用於繪製圖表。此Dowtherm-A熱虹吸管之工作溫度為250度。此外，利用Payakaruk等人所開發的理論相關性，在理論上和實驗上比較了90度的最低熱阻。對不同配置之參數的溫度和時間圖進行觀察，以找出給定條件下的啟動溫度。
description: 碩士

應用於同軸連接器之光學缺陷檢測

Fri, 03 Aug 2018 07:02:34 GMT

title: 應用於同軸連接器之光學缺陷檢測 abstract: 本論文主要發展一套應用於同軸連接器的自動光學檢測系統(Automatic Optical Inspection)。檢測項目包括缺件檢測、外徑尺寸及形變檢測。缺件利用自適性二值化和水平、垂直投影進行檢測。外徑尺寸及形變採用霍夫圓轉換檢測，且利用投影後的資訊降低運算量。最後實驗驗證自動光學缺陷檢測系統的準確性及演算法的效能。
description: 碩士

超精密鑽石車削加工微光學結構製程中毛邊形成機制與抑制方法之研究

Fri, 03 Aug 2018 07:02:33 GMT

title: 超精密鑽石車削加工微光學結構製程中毛邊形成機制與抑制方法之研究 abstract: 背光模組(back-light module)內的增亮膜((Brightness Enhancement Film, BEF)是TFT-LCD之必要光學元件且朝向大尺寸發展，此系利用已完成微結構切削之金屬滾軸進行roll to roll制程，壓印出所需之光學結構膜，所以大尺寸滾軸微結構加工是終端產品的先決條件。增亮膜如果能以兩張V溝(V-groove)互以90度堆疊形成金字塔結構(pyramid)者，不僅可提高輝度達110%，同時一次壓印下還可降低背光模組的厚度與制程簡化。但是V溝切削不良除了容易造成邊緣型毛邊(side burr)之外，而金字塔結構屬於不連續切削，不僅會造成離斷型毛邊(exit burr)之外，更會讓刀具急劇磨耗，使微結構變形。而適合難切削材料的橢圓振動切削(Elliptical Vibration Cutting, EVC)和飛刀加工(fly-cut)，在粗糙度和切削速度上都遠遠不及于單點鑽石車削(Single Point Diamond Turning, SPDT)切削延展性金屬所能達到的奈米級鏡面和加工速度。本文研究發現除了不適當的切削條件外，不同微結構切削時也會產生不同的毛邊問題。同時過去傳統精密切削加工的研究中，也忽略了菱鏡(prism)結構相鄰之間的切削干擾及因為切屑的剝離不良所導致的新毛邊問題。最後針對來源不同或未知的材料，如何能在加工前預測出最適合的切削條件及有效的毛邊抑制方法進行了探討。本文研究首先透過有限元素分析( Finite element method , FEM)對毛邊的形成進行預測，接著以單點鑽石車削無氧銅為實驗基礎，利用固定荷重(fix-loading)與固定切深(fix-feed)之刮痕模式對毛邊形成機制進行討論，最後根據不同刀具設計、不同微結構與切削條件，在CNC上進行滾筒模具切削。研究結果顯示:(1)切削時刀具會對被切削材料V溝的兩側擠壓而形成邊緣型毛邊，(2)切削阻力越大者在離斷的材料端面上越容易形成離斷型毛邊，(3)V溝菱鏡結構閉合後因波峰兩兩拉扯下會形成一種新的波浪型毛邊(wave burr) 問題，(4)離斷結構切削時，切屑的脫離不良除了邊緣型毛邊外還會導致新的剝離形毛邊(stripping burr)問題，(5)spiral cut能改變進給方向以平衡切削力者可以改善不對稱切削的毛邊，(6)plung cut的微量切削特性可以抑制離斷型毛邊，(7)切屑面的皺摺間距越細則顯示該材料的被切削性越好。
description: 博士

高溫鈉熱管之製造與測試

Fri, 03 Aug 2018 07:02:31 GMT

title: 高溫鈉熱管之製造與測試 abstract: 熱管在中高溫能量傳遞與儲存系統扮演著非常關鍵的角色，應用領域包括太陽能集熱系統與廢熱回收等，本研究製造高溫熱管，應用於聚焦式太陽能史特靈引擎發電系統。管材和不鏽鋼網分別由Inconel 600 及 316 不鏽鋼製成，工作流體為金屬鈉，熱管長度、外徑、內徑和管壁厚分別為420 mm、13 mm、9 mm和2 mm，充填率為10% (2.86 g)。高溫熱管以-15°, 0°, 45° and 90°傾斜角度進行啟動與熱性能測試，冷凝端維持在27°C之室溫。輸入功率設定為790 W，蒸發端溫度可達為800°C，實驗結果顯示有穿網垂直擺放之熱管性能較佳，其最低熱組值為0.18 ℃/W。
description: 碩士

不鏽鋼水熱管之製造與測試

Fri, 03 Aug 2018 07:02:28 GMT

title: 不鏽鋼水熱管之製造與測試 abstract: 本研究製作與測試長300 mm，外徑6 mm，壁厚0.5 mm之不鏽鋼-水熱管與虹吸熱管，採用316 L不鏽鋼作為管殼體，使用200目銅網作為熱管內壁之毛細結構，以水為工作流體。以不同實驗傾角0°、10°、30°、90°，維持冷卻水溫度30 °C，輸入功率為10 W到180 W，觀察熱管的啟動與評估熱性能。結果顯示，除了虹吸熱管在水平狀態下無法啟動外，其他熱管皆可在操作條件下正常運作，熱阻值會隨輸入功率的增加而降低，熱管與虹吸熱管在垂角擺放測試時，其最低熱阻分別為0.172 °C/W 與 0.245 °C/W。
description: 碩士

應用於機房散熱之熱管散熱器研究

Fri, 03 Aug 2018 07:02:25 GMT

title: 應用於機房散熱之熱管散熱器研究 abstract: 大數據時代的來臨，強悍的電腦運算速度、大量的資料儲存空間及高速的網際網路需求造就大量資料中心的興起。而在全球暖化、資源短缺的21世紀，如何將資料中心的耗能降到最低，即將資料中心的能源使用效率(PUE)，降到最低是現今非常重要的節能減排課題。空調是資料中心耗能最大的來源，自然冷卻是降低空調耗能最佳的手段，本研究嘗試以熱管散熱器來達到資料中心自然冷卻的目的。本研究分成三部分，第一部分是以田口法做虹吸熱管的各種參數，包括真空度、填充率、展弦比、傾斜角做最佳化模擬。第二部分是將熱管組成熱管散熱器之參數，包括鰭片間距、鰭片厚度、熱管排列做最佳化模擬分析，第三部份是將熱管散熱器放置於資料中心內的參數，包括熱管散熱器的數量、熱管散熱器的配置做最佳化模擬分析。最後的結果顯示本研究所採用之數值離散方法確實對於虹吸熱管物理機制及傳熱性能分析具有適用性，也與實驗值相當一致、經數值模擬後熱管散熱器性能與實驗值相當吻合及資料中心節能率實驗值也與數值模擬值非常接近，並能得到最佳熱管散熱器的配置與數量。本研究能以最佳化的熱管、熱管散熱器設計及熱管散熱器配置來實現最低的資料中心PUE及最佳的節能率。
description: 博士

應用田口法與適應性類神經模糊推論系統於塑膠射出成型之多目標最佳化研究

Fri, 03 Aug 2018 07:02:23 GMT

title: 應用田口法與適應性類神經模糊推論系統於塑膠射出成型之多目標最佳化研究 abstract: 　　本文係使用田口法與適應性類神經模糊推論系統於探討塑膠射出成型最佳化問題，並應用多目標決策使最佳化結果能夠選擇多樣性，以達到多目標最佳化之目的。研究中使用繪圖軟體進行實體繪製，接而使用Moldex3D執行模流分析，選擇材料溫度、模具溫度、填充時間、保壓壓力、保壓時間與冷卻時間做為控制因子，針對縫合線長度、翹曲變形、體積收縮率與週期時間等目標做探討。最佳化首先導入田口法利用直交表配合信號雜訊比與變異數分析，獲得一組較佳射出參數與因子的影響程度，由分析結果顯示，保壓時間為這六個因子中影響最為顯著的因子。其次將所得到之結果，再導入適應性類神經模糊推論系統，以得到最佳化加工參數組合。最後運用多目標決策方法獲取各目標間得以平衡的加工參數組合，以達多目標最佳化研究之目的。　　由模擬分析結果顯示，翹曲變形最佳化可同時達成體積收縮率最佳化，但週期時間須較長，如翹曲變形最佳化為0.089mm，體積收縮率僅為0.874%，但週期時間為51.909秒。由於多目標無法達成所有目標值同時最佳化，故使用多目標決策法，利用每個單一目標下所得之最佳化結果，在翹曲變形與體積收縮率可接受的條件下，降低週期時間，得到一組多目標最佳化加工參數，如翹曲變形為0.251mm，體積收縮率為1.860%，而週期時間降為46.842秒。故本研究可證實田口法與適應性類神經模糊推論系統和多目標決策能有效應用於塑膠射出成型之多目標最佳化。
description: 碩士

熱管熱交換器之製造

Fri, 03 Aug 2018 07:02:21 GMT

title: 熱管熱交換器之製造 abstract: 在現今能源短缺的危機中，能源如何節省與再利用是當前必須重視的課題，其中的廢熱排放是一大污染源之一。然而，在工業上使用的傳統熱交換器中，經常遭受廢氣排放的腐蝕與沉積物，造成熱回收效率降低和設備受損。熱管能有效率地將熱量從一端傳輸至另一端，並且無須外力驅動傳熱，而熱管熱交換器是熱管實際應用的方法之一，透過蒸發潛熱發揮長距離傳熱與小溫差的特性。本研究提出氣對液熱管熱交換器之製造與測試，並探討熱管熱交換器的熱回收能力與熱性能表現。實驗裝置共裝設19支不鏽鋼-水熱管，規格為外徑6.2 mm、壁厚0.5 mm、長300 mm，於蒸發端流經入口溫度150-250 ºC與質量流率0.114-0.270 kg/min之熱氣體，冷凝端則流經恆定入口溫度30 ºC與質量流率0.940 kg/min之冷卻水，實驗結果顯示最大傳熱量為445.5 W，最大有效度為0.609。本文同時參考文獻中的理論相關性，進行實驗分析與理論研究探討。
description: 碩士

視覺回授控制應用於桌球機器手

Fri, 03 Aug 2018 07:02:20 GMT

title: 視覺回授控制應用於桌球機器手 abstract: 本論文旨在實作一套基於雙眼視覺回授之桌球機械手臂系統。以Creo 3-D 建模軟體設計5 自由度之手臂以及雙眼攝影機架，並加工實作出來。將左右攝影機影像以桌球顏色二值化再透過輪廓及最小包覆圓法辨識出桌球，最後以立體幾何關係得到球之三維座標進行追蹤。球軌跡點之近似二次曲線用在判斷球是否會打過來並且提供球之初始狀態給飛行模型。飛行模型則被用來預測下一時刻的狀態。預測模型更結合了擴張型卡爾曼濾波器藉由視覺量測修正預測模型以獲得最佳估測狀態。彈跳模型用來預測桌球碰撞到桌子之後在落點反彈起來的初始狀態。依照上述方法，我們可以預測出擊球任務所需要的擊球點。手臂第零軸將使用模糊控制使得手臂能夠左右移動，手臂第一軸使用點到點控制，能夠讓手臂座左右旋轉之動作，剩下三軸則使用函式間補控制，使得手臂能夠上下移動。此系統整合了視覺與控制，能夠將手臂移至預測出的擊球點位置。實驗結果驗證設計之視覺控制系統能有效運作。
description: 碩士

以模造成形矽膠製作微光學元件之研究

Fri, 03 Aug 2018 07:02:18 GMT

title: 以模造成形矽膠製作微光學元件之研究 abstract: 對於成像的需求以及品質日益擴增，而透鏡視為成像不可或缺的一部分。傳統加工利用車削、研磨、拋光等方式製造透鏡，但太為費工、耗時且成本高，因此需要透過低成本、高生產效率的製造方式才能負荷市場需求量。快速成型的製造技術對於業界已算是相當成熟，目前主要有射出成型、壓印成型以及玻璃模造成型。其中壓印成型的缺點是經升溫固化時，材料與模具間可能因熱膨脹係數不同，導致成型時有所差異，但此一缺點卻是可以用一條收縮曲線來彌補，若是能夠精準的掌握成型後透鏡的樣貌，將能設計出預想成型之透鏡的模具進而進行壓印。此一方法將能克服射出成型的黃化率及折射率不穩定的現象，將來若是能應用在曲面上成型，也將能取代玻璃模造曲面模仁以及預形體製作的困難性。研究將以不同軟模、硬模以及材料做為討論，而求出來的收縮曲線經過驗證後，實際成型與預期成型之樣貌差距皆能在0.60%以下，證實可以透過收縮曲線的預估彌補壓印成型的缺點也能提升壓印成型的品質。
description: 碩士

磁性流體拋光模具材料之研究

Fri, 03 Aug 2018 07:02:16 GMT

title: 磁性流體拋光模具材料之研究 abstract: 本篇論文之研究目的是建立一套能對於加工過後的模具在不破壞表面形貌的情況下再次進行表面粗糙度修整的精密拋光儀器，透過實驗與觀察了解新型磁流體拋光的拋光特性與表面品質的改善情況，並建立各參數對於表面粗糙度改善之關係。根據實驗觀察，使用不同粒徑的四氧化三鐵、加工距離與轉速對於表面粗糙度的影響，對於新型磁流體拋光方式四氧化三鐵粒徑與加工距離影響最大，在各材料表面粗糙度的改善，以不破壞表面形貌的情況下，使用1µm氧化鋁作為磨料能將黃銅試片Ra降至18nm，無氧銅試片Ra降至27nm，無電解鎳試片Ra降至16nm，使用#8000 碳化矽做為磨料能將H13模具鋼試片Ra降至29nm，達到表面改善之目的，而新型磁流體拋光機台的架構簡單、加工方式簡單且成本低廉。
description: 碩士

三維偏振散射光量測系統之設計與實現

Fri, 03 Aug 2018 07:02:14 GMT

title: 三維偏振散射光量測系統之設計與實現 abstract: 　　本研究建立一套完整的偏振散射光量測系統，可對待測物進行二維和三維的散射光量測，此系統可分為三大部分:光源組件、旋轉控制機構與偵測組件，其中光源組件採用之雷射波長為405 nm, 515 nm, 671 nm搭配光圈、濾波鏡、λ /2 波板、偏振鏡、空間濾波器、擴束器進行偏振光源控制，旋轉控制機構運用四個旋轉步進馬達來控制入射光與接收端的角度，偵測組件為電荷偶合元件搭配35 mm物鏡與偏振鏡，藉由轉動偏振鏡來偵測不同偏振角度的散射光成像。為了驗證本系統的可行性，本研究選用三種待測物，分別為表面粗糙度標準片、木材和公制螺紋，其中表面粗糙度值為Ra = 1.6 μm、Ra = 0.8 μm、Ra = 0.4 μm、Ra = 0.1 μm，木材為南方松、杉木、白楊木，螺紋為公制M3和M6。經由實驗結果可知，三維偏振散射光可用來區分待測物的特徵和材質，對於未來自動光學檢測系統的發展有相當大的助益。
description: 博士

智慧型輔助多功能訓練機設計

Fri, 03 Aug 2018 07:02:12 GMT

title: 智慧型輔助多功能訓練機設計 abstract: 本研究之目的是結合智慧型馬術復健機、划船運動與啞鈴負重訓練的多重模式，設計一部可以同時訓練上肢、下肢、核心肌群及針對肢體行動不方便者之智慧型輔助多功能訓練機，藉由多元的訓練方式達到恢復正常生活起居的能力，也可作為一般多功能健身機使用。研究項目包括機構設計、智慧型電動輔助控制系統及機電系統整合，讓使用者同時進行智慧型馬術復健機及上肢負重訓練。其中，研究核心為上肢負重訓練機構設計，以伺服馬達扭力控制作為輔助動力來源，並由軟性鋼索作為機構與使用者阻抗的媒介，操作中可依自己的能力範圍調整對抗的重量，整合手腳並用的運動模式，讓使用者能夠在安全的環境下，同時進行無氧、有氧訓練，達到事半功倍的效果。研究目標在改變以往重量訓練及復健運動需投入大量人力輔助的不便利性，讓使用者能簡易操作的智慧型輔助多功能訓練機，驗證手腳並用運動的優勢。並加入智慧型輔助功能的情況下，能造福銀髮族或肢體行動不便者，減少醫療人力，節省醫療資源。
description: 碩士

數位相移條紋投影術應用於三維微米表面輪廓量測

Fri, 03 Aug 2018 07:02:10 GMT

title: 數位相移條紋投影術應用於三維微米表面輪廓量測 abstract: 本論文成功開發一套新型數位相移條紋投影顯微系統，用以量測微米級三維表面輪廓。在硬體部分，本系統整合數位投影機、影像縮小鏡組、立體顯微鏡、數位攝影機等。在軟體部分，本研究自行開發成像程式，其中使用黑白餘弦條紋結構光、七步相位移法、路徑獨立型相位展開技術、參考平面扣除法等。為了測試本系統之成像品質和解析度，本研究選擇螺絲(M2、M1.6、M1)和光纖(直徑30 μm、3 μm)做為量測試件。由實驗結果可知，本系統成功地成像三維螺紋曲面，量測解析度可達3 μm，且量測速度在0.5秒內。本系統與業界常用之共軛焦顯微鏡相比，系統架構簡單、操作容易、量測速度快、精度高，未來可應用於產品加工中之即時三維檢測，對於自動光學檢測產業有相當大的助益。
description: 碩士

非聚焦共路徑雷射旋轉光學尺

Fri, 03 Aug 2018 07:02:08 GMT

title: 非聚焦共路徑雷射旋轉光學尺 abstract: 習用雷射旋轉光學尺均為非共路徑架構，量測光與參考光行進的路徑不同，因此對於環境擾動敏感，量測誤差較大，量測解析度與準確度無法有效提高，限制習用雷射旋轉光學尺的發展。本文提出了一種非聚焦共路徑雷射旋轉光學尺( Non-focused Common-path Laser Rotary Encoder ，以下簡稱NFCPLRE)，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。NFCPLRE的非聚焦光路使得其量測訊號穩定度高，同時，NFCPLRE對於光柵本身品質要求也較類似架構來得低，量測誤差大幅降低、光柵製造公差提高。本研究利用Renishaw Tonic進行NFCPLRE量測性能實驗評估，並進行誤差分析。實驗結果顯示，角位移360度中Renishaw Tonic與NFCPLRE的平均差量為0.00149 度。而NFCPLRE於三小時系統穩定度量測中產生漂移量為0.00067 ± 0.0002 度，解析度約0.00014 ± 0.00007 度。綜合本研究的實驗評估與分析，可知NFCPLRE在超精密機械應用相當有潛力。
description: 碩士

反射式金屬薄殼微米柱之多角度奈米光子噴流研究

Fri, 03 Aug 2018 07:02:06 GMT

title: 反射式金屬薄殼微米柱之多角度奈米光子噴流研究 abstract: 本論文主要研究核殼微米柱產生的反射式光子奈米噴流，內容可分為三大部分，分別為核殼微米柱的半導體製程、數值模擬與實驗量測。在半導體製程部分，首先利用曝光微影在二氧化矽表面上製造出8 µm和10 µm的方形圖案，然後再蝕刻出微米柱。在數值模擬部分，使用時域有限差分法建立核殼微米柱的數值計算模型，計算其光場分佈與光強度變化的趨勢。在實驗量測方面，在掃描式光學顯微鏡中使用三種波長的雷射光(405nm、532 nm、671 nm)和四種入射角度(45ᵒ、60ᵒ、75ᵒ、90ᵒ)來照射微米柱，用以產生反射式的光子奈米噴流，再利用高解析度的攝影機進行拍攝，最後分析實際的光場分佈與光強度變化，並將模擬計算與實驗量測結果互相比較。由研究結果發現，不同的入射角度可以改變光子奈米噴流的聚焦特性，金屬薄殼可增強光子奈米噴流的強度。本論文的研究結果將有助於解決在奈米級成像量測時，不同觀察角度所產生的量測問題。
description: 碩士

超斥水聚二乙烯苯/木粉薄片的製造與應用

Fri, 03 Aug 2018 07:02:04 GMT

title: 超斥水聚二乙烯苯/木粉薄片的製造與應用 abstract: 超斥水合成物及其超斥水的應用已被大量研究及使用，但基於許多超斥水合成物含有氟或將超斥水合成物塗佈於各種基材表面時，該超斥水合成物塗層由於被磨擦或沖刷，會失去超斥水的特性，基於超斥水合成物塗層的無毒與可靠度，本研究將含有高壓容器容積比例為70%之二乙烯苯單體、乙酸乙酯溶劑及偶氮二異丁腈起始劑之A混合溶液，進行高壓溶劑熱法已成功製備無毒且具有超斥水之聚二乙烯苯(PDVB)合成物，壓製成PDVB超斥水薄片時，其靜態接觸角與滑動角分別約為163°及1°。將已去木質素的木粉與含有高壓容器容積比例為70%之A混合溶液，經高壓溶劑熱法已成功製備具有超斥水之木粉，將超斥水木粉壓製成片後製成靜態接觸角與滑動角分別約為148°與2°的超斥水木粉薄片。為了增加超斥水合成物塗層的可靠度及其應用，使用環氧樹脂將該超斥水木粉薄片黏接於S25C碳鋼與6061鋁合金形成具有超斥水的複合工件。實驗結果顯示超斥水木粉薄片/環氧樹脂/S25C鐵片複合工件經過耐酸(1M之鹽酸水溶液)鹼(pH13.9之氫氧化鈉)試驗後，該複合工件的靜態接觸角與滑動角約為153°與2°以下。使用6kPa固定負荷的菜瓜布磨擦該複合工件後，該複合工件的靜態接觸角與滑動角約為146°與2°以下。使用含有1wt%細砂(平均粒徑約為300um)之純水沖刷超斥水木粉薄片(內壁)/環氧樹脂/6061鋁管複合工件後，超斥水木粉薄片之靜態接觸角與滑動角略降分別約為140°與18°。另外，將開孔超斥水木粉薄片用螺栓鎖定於兩個中空壓克力管的法蘭後，成功設計一款可有效及快速分離液體中含有氣體之水氣分離模組。
description: 碩士

On the Design of Integrated Electric Motors with Gear Mechanisms

Fri, 22 Jun 2018 06:13:31 GMT

title: On the Design of Integrated Electric Motors with Gear Mechanisms abstract: This work presents a novel design procedure for integrating electric motors with gear mechanisms. Based on the configurations of electric motors and the kinematic structure of gear trains, the design requirements and constraints are concluded. By applying the graph representations and creative mechanism design methodology, feasible design concepts are successfully generated systematically. The open-circuit magnetostatic field analysis of a DC commutator motor conducted by applying 1-D and 2-D equivalent magnetic circuit methods are obtained and verified using FEA. The differences in the air-gap flux density are 3.21% and 3.06% for 1-D and 2-D methods, respectively. The Carter’s coefficient is applied to model the permeance of the slot and gear-teeth space. The affection of the integrated gear-teeth on the flux linkage and the first derivative of the flux linkage can be ignored. The design methods for gear trains, gear profiles, number of gear teeth, and gear strength are also introduced. The maximum stress of the gear profile is 312 MPa, and the results show that the gear train can be used for transmission purposes. A DC commutator motor with a planetary gear mechanism and an AC induction motor with an ordinary gear train are applied as examples. A feasible integrated DC commutator motor device is presented that reduces the cogging torque and the torque ripple by 92.02% and 50.14%, respectively, while increasing the torque density by 16.66%. The torque of the AC induction motor is reduced by 8.96%, and the torque ripple is reduced by 14.23%. In addition, the torque density is increased by 1.75%. This indicates that the integrated devices provide more stable and efficiency output torque than the existing design.
description: 現有馬達與齒輪減速機是分別設計與製造後再選配，存在動力傳輸路徑較長、機器組成元件較多、整體安裝空間較大等缺點。本研究提出一套整合設計流程，用以有系統地將電動馬達之電磁場設計與齒輪減速機的運動設計結合。依據電動馬達及齒輪減速機的構造特性與運動原理，歸納設計需求與限制，藉由圖論表示法與創意性機構設計方法，提出整合設計構想。建立一維及二維等效磁路法分析模型，解析整合裝置的電磁特性與輸出性能，並配合有限元素分析進行驗證，其誤差值分別為3.21 %與3.06 %。引入卡特係數建立槽開口與齒型之磁導模型，探討齒輪輪廓對馬達電磁場之影響，結果顯示齒型不影響馬達之磁交鏈、磁通密度、及電磁轉矩。提出齒輪系的設計方法，包含齒形、齒數、齒輪系構形、及齒輪強度分析。最後，分別以現有直流有刷馬達整合行星齒輪減速機，及交流感應馬達整合一般齒輪系為設計實例，有系統並完成整合裝置的設計。齒輪強度分析結果顯示，透過矽鋼片堆疊之齒型，可承受之最大應力為312 MPa，齒輪之動態負載，直流有刷馬達為7.94 MPa，交流感應馬達為98.32 MPa，足夠承受傳輸需求。由性能分析結果得知，該整合裝置滿足現有設計的傳動能力，大幅降低直流有刷馬達的頓轉扭矩92.02%及轉矩漣波50.14%，降低交流感應馬達轉矩漣14.23%，且分別提高直流馬達與交流馬達之轉矩密度 16.66%與1.75%，改善整合裝置的電磁與輸出特性，其頓轉扭矩、轉矩漣波，及軸向空間的使用，皆較現有設計有更佳的性能表現。

三維拍翼流場模擬之初探

Thu, 24 Aug 2017 15:52:10 GMT

title: 三維拍翼流場模擬之初探 abstract: 　　本研究針對20cm拍翼機，進行三維拍翼流場模擬以及雙拍翼流場模擬，使用軟體為COMSOL Multiphysics。　　COMSOL-Multiphysics是一個有限元素(finite element method；FEM)分析套裝軟體，特別適用於耦合現象，或者多物理場。其優秀的流固耦合計算能力，可同時模擬出拍翼機翅膀的非定常動態邊界流場與拍翼面的氣動撓曲變形，使其計算結果接近拍翼機在風洞內的實驗情形；也將本團隊之風洞實驗結果，與之進行比對。再進一步針對編隊飛行的部份，進行前後兩隻拍翼機的流場模擬。盼望本研究能對拍翼機之三維非定常流場模擬有所助益。
description: 碩士

核殼微米光纖探針之設計、製造與光學量測

Thu, 24 Aug 2017 15:52:09 GMT

title: 核殼微米光纖探針之設計、製造與光學量測 abstract: 本論文主要研究核殼微米光纖探針的設計製造與光學特性量測，首先製造出三種金屬薄殼(銅、銀、金)的微米光纖，然後再使用白光和三種波長的雷射光(405 nm、532 nm、671 nm)對光纖進行照射，此時會在光纖的表面產生光子奈米噴流。本論文的主要內容為模擬計算與實驗驗證，在模擬計算部分，使用時域有限差分法和光軌跡法，前者用來模擬不同核殼與直徑的光纖，在不同入射光波的照射下產生光子奈米噴流的能量變化與特性，後者則是計算入射光波在核殼微米光纖中行進的路徑軌跡。在光纖的製造部分，先使用化學製程對光纖進行蝕刻而達到所需的直徑，再利用真空濺鍍機將金屬材料濺鍍在光纖表面上形成金屬薄殼。在實驗驗證方面，本論文成功架設一套完整的光學量測系統來量測核殼微米光纖的光學特性，並撰寫電腦程式對量測影像進行半高全寬和聚焦能量強度的分析。經由模擬與實驗的相互驗證比較，本論文發現不同的金屬薄殼可以改變光子奈米噴流特性，並且利用光子奈米噴流的原理，進而量測出奈米級光柵的表面形狀。
description: 碩士

利用公克級機載航電元件之半自主拍翼飛控

Thu, 24 Aug 2017 15:52:07 GMT

title: 利用公克級機載航電元件之半自主拍翼飛控 abstract: 本研究使用可搭載在全機15克級微飛行器上的機載航電元件，結合感測器與其他相關模組搭載於拍翼飛行器上，進行半自主的拍翼飛行控制。本研究使用之M1AP 是一個多功能可編寫並且可連接Arduino 平台的晶片，其整合ATmeg328P 微處理器、慣性量測單元和高度感測器，整體晶片模組重量僅有1.20 克重，並且包含了有I2C 的數位輸入和輸出、模擬輸入和輸出，文內針對M1AP之設計以及搭載於拍翼飛行器上的飛行任務進行規劃與設定。主要設定兩個任務：其一為光控起飛，經實際組裝飛行，已可從地面感測外部光源並觸發自行起飛。另一任務為巡航飛行，透過方向控制來使拍翼飛行器於規定時間內做出預定之飛行任務，實地測試初步已可做出自行來回巡航任務，但就立體攝影分析之三維飛行軌跡結果顯示，來回一次之方向累積誤差約20度，未來仍有改善空間。
description: 碩士

穿透式與反射式核殼微米方柱之奈米光子噴流現象研究

Thu, 24 Aug 2017 15:52:06 GMT

title: 穿透式與反射式核殼微米方柱之奈米光子噴流現象研究 abstract: 本論文主要研究微米方柱結構在不同波長的雷射照射下，產生的光子奈米噴流現象，根據光波的傳播方向可以分成穿透式與反射式，微米方柱的材料為聚二甲基矽氧烷和二氧化矽，方柱結構則使用半導體製程和翻模技術製作出來。本論文的研究方法為理論模擬與實驗量測，針對不同尺寸大小的微米方柱和有無金屬薄殼，觀察所形成的光子奈米噴流之變化。在理論方面，本論文使用時域有限差分法模擬不同金屬殼的微米方柱在不同尺寸大小和不同的入射波長照射下，光場分佈和光強度的變化。在實驗量測方面，本論文使用高靈敏度光學顯微鏡系統觀察薄殼微米方柱的光子奈米噴流現象，並撰寫電腦程式計算出光子奈米噴流的各項參數，如噴流焦距、半高全寬、衰減長度等，最後將模擬計算和實驗結果互相比較。本論文發現鍍有金屬殼的微米方柱比起無殼微米方柱的噴流現象效果更佳，聚焦清晰可見、光強度更集中，此研究結果可幫助未來奈米等級光學顯微鏡的發展。
description: 碩士

視覺感測與慣性量測融合於同時定位與建圖

Thu, 24 Aug 2017 15:52:04 GMT

title: 視覺感測與慣性量測融合於同時定位與建圖 abstract: 本論文探討慣性量測元件輔助單眼視覺同時定位與建圖的議題。本論文使用加速強健特徵(Speed-Up Robust Feature, SURF)演算法偵測並描述特徵點，再以反深度參數化方法描述地標點位置，並利用擴張型卡爾曼濾波器(extended Kalman filter, EKF)估測攝影機及地標點狀態。使用慣性量測元件的位移可以推測出尺度基準，並能以此初始化單眼視覺估測，並透過實驗證實慣性量測元件能使單眼視覺同時定位與建圖成功初始化。
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鋁基/AlFe介金屬複合材料之製程與磨耗性質研究

Thu, 24 Aug 2017 15:52:03 GMT

title: 鋁基/AlFe介金屬複合材料之製程與磨耗性質研究 abstract: AlFe金屬間化合物具有低密度、高比強度、抗氧化和耐熱性，在150℃~350℃工作溫度範圍內可以取代部分應用於航太產業的鈦合金，能顯著地減輕飛行器的重量及降低成本，但是硬脆的AlFe金屬間化合物在拉伸及磨耗易引發微裂紋的產生，進而降低AlFe介金屬的磨耗與力學性能。本研究提出一種新穎的製作方法，使用不同編織型態的鐵網浸鍍鋁，經由重複鍛造、摺疊及中間退火製程，製得鋁基/不同重量百分比AlFe介金屬顆粒型複合材料，並探討不同AlFe介金屬顆粒含量、不同荷重、不同磨耗速率對硬度及磨耗性質之影響，實驗結果硬度隨AlFe介金屬顆粒含量增加而上升。複合材料的磨耗率並不隨AlFe介金屬顆粒含量增加而下降，5.3wt%AlFe介金屬顆粒含量之磨耗率最低，其中PV值為118時磨耗率最高，對應的條件為荷重為98kPa，滑動速率為1.2m/s。PV值為56時磨耗率最低，對應的條件為荷重為19.6kPa，滑動速率為2.87m/s。
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以視覺聯網輔助機器人在非結構化環境中執行定位與挑揀任務

Thu, 24 Aug 2017 15:52:02 GMT

title: 以視覺聯網輔助機器人在非結構化環境中執行定位與挑揀任務 abstract: 本研究發展視覺聯網系統，並且應用於零售業的倉儲自動化。目的是以聯網的視覺輔助行動機器人於非結構化環境中進行定位任務，以及使用視覺輔助偵測與辨識貨品，進而導引機器手臂夾取貨品。本論文的研究議題包括自動倉儲網聯技術、機器人定位問題、與視覺式貨品挑揀等。自動倉儲網聯將機器人、視覺與感測器等以網際網路連結，以便進行任務規劃與控制命令傳輸等。機器人定位則是使用低功率藍芽(Bluetooth Low Energy, BLE)定位與固定攝影機QR-code定位，進行行動機器人在工作區範圍內與範圍外的定位任務。視覺輔助貨品挑揀則是以影像色彩直方圖搭配連續適應均值移動(continuously adaptive mean-shift, CAM-Shift)演算法，進行貨品的偵測辨識與追蹤，並且導引機器手臂進行夾取貨品的任務。本研究將在PC-based控制器內建立所需的發展環境，以Visual C++程式語言整合各種感測器、SCARA手臂控制、網路伺服器、影像偵測辨識演算法等。最後以整合的系統執行聯網視覺輔助機器人定位與貨品挑揀之任務，以評量所提演算法的效能。
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潛溶劑與光致變色染料對三醋酸纖維素薄膜之質傳及光學研究

Thu, 24 Aug 2017 15:52:00 GMT

title: 潛溶劑與光致變色染料對三醋酸纖維素薄膜之質傳及光學研究 abstract: 本研究首先探討不同濃度(1:6，1:7，1:8，1:9及1:10)的丁酮/乙醇潛溶劑及該潛溶劑含有飽和溶解度的光致變色染料在工作溫度40℃~60℃下對三醋酸纖維素薄膜質傳與光學的影響，實驗結果不同濃度的丁酮/乙醇潛溶劑及該潛溶劑含有飽和溶解度的光致變色質傳入TAC膜是屬於一種含有Case I與Case II的不正常擴散行為，TAC薄膜會先發生過飽和吸收現象，再進行解析淬取而後達到平衡，其中TAC膜過飽和吸收丁酮/乙醇潛溶劑的(Case I, Case II)活化能分別為(2.38-4.02 kcal/mole)與(0.76-1.40 kcal/mole)，飽和光致變色染料潛溶劑的(Case I, Case II)活化能分別為(3.11-4.15 kcal/mole)與(0.40-1.57 kcal/mole)。TAC膜過飽和吸收丁酮/乙醇潛溶劑與飽和光致變色染料潛溶劑前的反應熱∆H分別為(0.739-1.398 kcal/mole)與(0.308-0.551 kcal/mole)，經由光譜分析知道TAC膜吸收較多飽和光致變色染料會降低可見光的穿透率及增加變色的速率。
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新型渦流捕捉顆粒晶片之研製

Thu, 24 Aug 2017 15:51:59 GMT

title: 新型渦流捕捉顆粒晶片之研製 abstract: 本文僅用COSMOL Multiphysics改良了先前新型渦流捕捉顆粒晶片設計，該晶片係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，進行顆粒之捕捉。本文賦予蜻蜓翼結構實際線寬20μm並模擬不同顆粒大小10μm、20μm之效果，且透過SU-8黃光微影製程，搭配聚二甲基矽氧烷PDMS翻模製程，利用RIE使PDMS與載玻片做結合，成功製作出蜻蜓翼結構之微流道晶片，接著進行微球體灌流實驗，發現在3分鐘後，開始有顆粒吸附；6~9分鐘後，有顆粒阻塞蜻蜓翼微流道情形。根據實驗結果，本文重新定義蜻蜓翼結構在微流道中具有輔助捕捉顆粒之功能，並進一步嘗試結合於Sollier的癌細胞捕捉晶片中，盼望有利於縮小該晶片流道長度。
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刀具及切削參數於精密鑽石車削加工微光學結構製程中對毛邊形成機制之影響

Thu, 24 Aug 2017 15:51:58 GMT

title: 刀具及切削參數於精密鑽石車削加工微光學結構製程中對毛邊形成機制之影響 abstract: 關於微圖案的使用方面有越來越多的需求，所以對於微米和奈米級的模具能夠有效的重覆使用，就能提升其經濟價值。長期以來，對於這些模具已經做了許多嘗試於各種製造方法，如光刻，FIB，雷射剝蝕和精密鑽石車削。在眾多製造方法中，至今為止鑽石車削是最常被使用的方法，而精密車削光學級滾輪用於滾輪壓製生產，如BEF和3D膜的微圖案生產。然而，在微切削的過程中所產生的微毛邊，它不僅使得模具無法使用，也會增加加工的成本。對於微切削的研究是基於有限元素的模擬和鑽石車削實驗製程，而加工參數對於毛邊形成的影響，如刀刃半徑、刀具夾角、切削深度、切削速度、螺旋切削和直接切入切削進行了系統的研究。其結果顯示：（一）刀刃半徑和切削深度對於毛邊形成有深遠的影響。（二）微切削過程中在抑制毛邊的形成，其直接切入的切削方式優於螺旋切削。
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磨料噴射技術應用於硬脆材料微孔陣列加工之研究

Thu, 24 Aug 2017 15:51:56 GMT

title: 磨料噴射技術應用於硬脆材料微孔陣列加工之研究 abstract: 脆性材料如玻璃、矽、碳化矽通常被歸類為難加工材料，因為此類材料具有極高的硬度與脆性。然而由於它們具有優越的物理、光學、電子性質，因此越來越受到關注，並在各種科學、機械應用中一直扮演著重要的角色。具有各種尺寸與形狀微孔(陣列)之微圖形經常被要求在脆性材料上產生。許多學者嘗試了許多方式如雷射剝蝕、超音波加工、迴轉式超音波加工…來在脆性材料上產生微孔。本研究將應用磨料噴射加工在玻璃上製造陣列微孔。進行實驗以調查顆粒尺寸、噴嘴與工件距離、壓力、掃描速率對移除率與孔洞成形精度的影響。實驗成功在0.4mm厚的玻璃板上製作出各種形狀、特徵尺寸0.2mm至2mm的微孔。
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應用有限元素頻域聲學分析於施羅德擴散器的性能模擬

Thu, 24 Aug 2017 15:51:55 GMT

title: 應用有限元素頻域聲學分析於施羅德擴散器的性能模擬 abstract: 本研究應用多孔介質二維有限元素頻域分析計算聆聽室的頻率響應。分析驗證吸音泡棉的吸音係數與施羅德擴散器的極響應及擴散係數，並探討結合吸音泡棉與施羅德擴散器於聆聽室頻率響應的影響。本研究首先應用有限元素頻域分析與雙麥克風法計算吸音泡棉的吸音係數，並與一維理論解進行比較，驗證於聆聽室附加吸音泡棉時亦可正確獲得吸音係數。接著應用有限元素頻域分析繪製500 Hz施羅德擴散器的極響應圖並驗證其擴散效果。從極響應圖中可觀察出七槽施羅德擴散器的擴散效果最佳，各個單槽均有顯著的集中反射現象，擴散效果差。最後本研究應用邊界條件與均佈脈衝聲壓模擬聆聽室的頻率響應，分析結合吸音泡棉與施羅德擴散器對聆聽室頻率響應的影響。結果顯示在聆聽室附加三個施羅德擴散器較附加一個施羅德擴散器的擴散效果為佳。結合吸音泡棉與施羅德擴散器後，聆聽點各三分之一倍頻帶的位移振幅皆顯著下降，顯見吸音泡棉的吸音效果。惟擴散器與吸音泡棉的結合使用，須考量適切的聆聽頻率響應需求予以適當的設計。
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