工程學科(一)科

在機械實習中，不同單元就需有不同量測工具，所以老師須依不同單元準備不同量具，加上老師與學生所自行量測會有些許誤差，因此小組想以這為主題，可以讓老師能簡單快速量測學生加工成精度，同時學生也可檢測自己加工成品的精度，減少上課老師準備量具的困擾，團隊才有如此想法，設計出一個多功能量測平台，供老師及同學使用。 本作品特色是設計製作一個多功用精密量測平台，平台上可以同時進行平行度、垂直度、同心度、長度（階級）、槽寬（溝槽）、外徑、斜度（角度）、錐度、偏心、粗糙度等量測，達到方便進行各項量測工作，改善這些不方便與減低量測誤差的作品，同時減低老師量測時間，讓學生自評老師監督就可正確得到學生加工精度。

脊椎乃是人體最重要的部分之一，脊柱後凸，俗稱駝背，『駝背』是一種『姿勢異常』，也是一種常見的後背隆起脊柱疾病，而我們常見的症狀如：胸悶、肩頸酸痛、上背部筋膜炎、膏肓痛、頭痛、胃痛、頸椎病（手麻或無力），有多種原因會導致脊柱後凸，如關節炎，發育不良，坐立姿勢不正確等，駝背導致的『表現』又稱『症狀』，唯有徹底改善駝背，才能真正改善症狀，我們使用了三軸加速度器來做偵測角度的動作，藉由Arduino的HC-05藍芽傳輸模塊傳輸至手機，利用現在正紅的MIT App inventor 2寫手機的軟體作為計算，紀錄次數與提醒人的手機震動來做提醒自己該挺直自身的脊椎了。

本研究以鑽孔機操作情境做為機具操作安全智動化系統開端，進而跟上改善職業災害問題顯學，其內容包括建立操作情境、即時辨識、顯示警告與緊急處理。 操作情境包含休息、工作、發問與暈倒共四種情境模式，以坐姿、坐姿舉半手、坐姿舉手、站姿、站姿舉手與躺姿六種姿勢為表示，並依其情境來探討正常姿勢與異常姿勢。前端伺服器之OpenPose為人體姿勢偵測工具，並利用 幾何運算與自行開發程式來定義與勢辨識各類姿勢。當異常姿勢發生時，後端伺服器將即時接收前端伺服器之姿勢代碼與判斷顯示，進行控制硬體之警示裝置與切斷電源系統，所以此研究為多人即時機具操作安全之智動化系統，而後將以此研究基礎做為各類危險機具操作應用研究。

本作品符合CBS (Combination Braking System)規範，可單手同時連動控制前後兩輪剎車，另一手單獨控制後輪剎車，讓騎士煞車時，只要單手一邊煞車或兩手同時剎車，就能同時煞住前後輪，可以將前後輪卡鉗同時作動，降低單輪煞車所造成打滑或造成翻車，不會因為煞車操作失誤而發生意外；並且可增加剎車做動時的平穩性，使騎乘者能保有較高的安全性及舒適性。 我們設計的 CBS煞車連動分配器，除了擁有上述的優點外，還有此次設計讓重點在於零件少，內部構造簡單，有效的降低成本，純屬機械式作動，不易故障、也不用任何的電子設備，亦無電力的需求，並且使用單迴路多功能的設計， 具有五大功能： 1.時差 2.比率式調整 3.同步 4.可選擇操控模式 5.任何煞車的錯誤動作，都會自動調整為正常的動作

自動化作業是目前科技發展的趨勢，本次研究旨在利用影像辨識與自動化機械完成高重複性的動作，並嘗試取代相對高成本的人力，對於日常生活中，在養蛋廠打工時，所遇到的工作內容與相關事務有進一步的改善與想法，透過此次科展將其深入了解、討論、研發、解決、最後完成實現。

本研究實驗有兩項重點，第一項利用可變電阻改變通過發電機的電流，利用其斥力調控發電機與渦輪葉片轉速，以達到最佳功率輸出。 第二項重點為開發創新被動式可變螺距葉片。此可變螺距裝置無需使用伺服機控制螺距，完全使用空氣動力被動調控葉片螺距角，當剛啟動時螺距角設定在45度，使得低風速下仍極易開始旋轉葉片，在高轉速下此被動式迅速調降螺距的葉片，其螺距角幾乎與旋轉面夾零度。經實驗證實，被動式可調螺距的葉片功率至少為15度固定螺距的135%，特別是在低風速下仍可以輕易啟動，其功率更是固定螺距的180%，除了能達到極好發電功率。針對風速弱或者風速不穩定的環境下，被動式可變螺距是極佳選擇，特別是中小型的風力發電機。

自行車是一種綠色環保的交通工具，但對騎士而言，道路上往往面臨許多危險。為了保護騎士安全，本研究透過搭載於安全帽上的姿態感測器，測量騎士頭部姿態變化來判斷車子行進意圖，同步顯示安全帽後方及車尾。若發生跌倒事故時，系統會自動發送求救簡訊與上傳座標位置到雲端資料庫，結合手機應用程式，即時請求聯絡人的協助。在電力提供方面，設計回歸輪系提升發電機轉速發電，實驗證明，只要走路牽車就可對行動電源充電。 本研究透過姿態感測器、雲端資料庫和手機應用程式的組合，成功完成方向燈、語音主動提醒、提供跌倒通知與防盜通知，並於地圖上呈現位置。”智型車”(X-Bike)應用在自行車中，確實讓騎士安心享受單車的樂趣之餘，有更多的保障。

我們居住在被稱作雨都的基隆，2019年平均將近有200天都在下雨。工廠、汽機車所排放的廢氣、二氧化碳會造成空氣汙染。而空氣中的懸浮微粒影響雨水，就變成現在俗稱的「酸雨」，酸雨對人類來說，可能會引起過敏、甚至頭皮發癢。 因此我們發想了一種雨傘租借的方案，來解決急需雨傘的狀況。 本作品能達到： （一）、使學生證可以進行租借認證及狀態顯示。 （二）、借用與歸還雨傘功能傳回伺服器，紀錄歸還與借用狀況。 （三）、架設AP及PHP來達到甲地借用，乙地歸還的功能。 （四）、RFID扣款系統，達到租借扣款的功能。 （五）、運用MCS雲端監控系統，了解目前溫溼度以及下雨狀況。 （六）、製作APP查詢學校目前溫溼度、下雨狀況以及租借雨傘情形。

石英音叉是一種高精密的壓電震盪器，本研究欲利用其高靈敏度(高品質係數)，探討其作為表面感測器之可行性。將音叉調整在最佳的驅動震盪狀態，並將待測物固定在三維旋轉台上，藉由調節輪控制待測物的移動方向，使其緩慢移動並與探針接觸。當音叉受到表面凸起之微擾時，其靈敏的性質將使其失去共振，可藉此得知待測物表面之起伏。在本研究中，我們得到的結論是以石英音叉作為表面感測器是可行的，此外，石英音叉探針黏著點、使用的黏著劑、探針的材質以及探測方法會對感測器靈敏度產生影響。

魔術方塊是許多世代於學生時期皆會碰觸到的機械類益智玩具，藉由三維旋轉，改變其排列組合，然許多初學者遇到的最大瓶頸是無法復原，花費金錢與時間卻無法還原，致使解決問題的興致大幅降低。本研究，旨趣於魔術方塊的互動學習，當吾人解題失敗或遇到窒礙，就可利用人機介面輸入目前的狀態，透過二為陣列演算，使系統進行還原分解動作，而玩家藉由觀察學習，除培養觀察力和專注力，進而啟發思考解決問題的能力，來著手自行解題，使魔術方塊的學習困難度降低，維持學習動機。