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高職組

2D電鑽研究與設計

居家DIY中最常用到的固定工具非「膨脹螺絲」所屬,俗稱「壁虎」。凡是家中,有需要固定在牆面、天花板的東西用它準沒錯。在安裝「壁虎」前,一定要先在牆上鑽一個適當直徑的孔和所需鑽入的深度。要如何快速且準確的鑽出一個「壁虎」所需用的孔,考驗每個人的技術,也直接影響日後懸掛重物時,「壁虎」可承載的安全重量。本研究為設計一個便利的電鑽外掛裝置,任何電鑽外掛上後,就可利用裝置上的「超音波」快速的測量出裝置至牆面的距離,並可自行設定所需的「壁虎」長度,當手持電鑽鑽入深度到達設定值時,自動告知使用人,且利用裝置內的「加速度計」快速判斷使用者的電鑽是否保持水平。讓每個人都能輕鬆的享受DIY後的成就感。

以菲涅爾透鏡改善太陽能板發電功率探討

本文主要針對目前使用較廣泛的矽晶太陽能板為研究基材,以不同菲涅爾透鏡的排列組合方式,尋求改善太陽能發電功率的最佳條件。本研究主要分成兩部分,第一部分探討太陽能板材質、透鏡種類、聚焦距離及照射角度對太陽能板發電功率的影響,第二部份則針對菲涅爾透鏡排列組合(1.分散式菲涅爾透鏡光線聚集型2.分散式菲涅爾透鏡光線分散型3.陣列式菲涅爾透鏡)對單晶太陽能板發電功率的探討。實驗結果顯示,若是利用九片分散式菲涅爾透鏡分散聚光型,能有效的增大照光面積,其發電功率是未加透鏡的55倍左右,有效改善單晶太陽能板的發電功率,並且菲涅爾透鏡的價格非常便宜且製成也較為簡單,因此能大大增加太陽能板的經濟效益。

多方向輸送裝置

傳統滾筒式輸送系統僅能產生單方向的輸送效果,而且無法在系統上調整運送工件的前後左右的方向,為改良上述的缺點,本裝置設計多方向輸送機構,採用四只市購的2 英吋PU輪組,配合四個正齒輪機構設計的驅動軸,並選擇傳統的電驛控制方式,來控制永磁式直流馬達的單一動力源,完成一軸對四軸的動力輸送與控制,並運用簡單邏輯方法來分析驅動軸的正裝與反裝以簡化機構,調整壓縮彈簧產生的彈力,藉由錐面摩擦輪滾子與驅動軸pulley和摩擦圓盤之間的摩擦力,運用摩擦力作用來輸出機械功率,完成工件的輸送。

便器自動沖水器裝置

學校、捷運…等公共場所的廁所,雖然都有提醒大家使用完畢後要沖水的標示,但仍然有部分的人有看沒到,造成下位使用者的不便。為了減少環境的髒亂,因此我們針對以上問題以學校所學的專業知識以純機械結構構想出自動沖水裝置,以電腦輔助繪圖預先判斷結構合理性,並進行實驗與測試、記錄其結果。使用者在使用座式馬桶時一定會使用到馬桶蓋,而馬桶蓋是以固定軸心旋轉的座墊,與機械傳遞動力的方式類似,啟發我們連想該部位可以當作是機構啟動的部位。配合合理的機構設計期望能達到當初設定題目的目的,就算方便完後忘記沖水,在下一位使用者來之前,也會自動幫你清理排泄物。而且本設計不需電力即可做用,不但節約能源也為地球盡一份心力。

地震逃生安全裝置

本研究旨在探討地震到達一定程度時電源能自動跳電和自動關閉瓦斯的方法,其次分析地震感測器安裝在牆壁上與安裝在櫃子上的差別,並以地震體驗裝置探討「單一固定方向地震」與「水平垂直方向同時作用之地震」之震動大小有何不同。本裝置能防止地震造成的火災,減輕地震災害以降低人員的傷亡與財物的損失,再地震發生時能自動處理一些用戶無法完成的安全動作,增加地震時逃生的機會。本研究藉由台中縣消防局之地震體驗車,進行了各項地震實驗,包括各震度之地震跳電實驗、固定方向與水平垂直方向同時作用之地震實驗以及地震感測器不同安裝位置實驗等,以驗證本安全裝置能依用戶之不同需求,自行設定地震跳電級數,在發生有感地震且達到設定震度時自動啟動安全裝置。本研究經由實驗及統計分析的結果,獲得下列結論:一、採用無熔絲開關(附跳脫線圈及警報接點)、自製地震感測裝置以及瓦斯專用電磁閥等,即可達到地震到達一定程度時電源能自動跳電和自動關閉瓦斯。二、地震感測器安裝在牆壁上與安裝在櫃子上的差別,在於安裝在櫃子上會有較大的震動,因此地震感測器建議安裝在牆壁上,已達到正確偵測地震震度之目的。三、經地震體驗裝置實驗得知,「水平垂直同時作用之地震」與「單一固定方向地震」之震動程度相近,因此同級地震搖晃一個方向和搖晃兩個方向的地震相比較,在共同方向的震動大小並無不同。四、地震時啟動逃生裝置之方法,是利用地震感測器去觸發無熔絲開關之警報接點,即可啟動逃生安全裝置,接著系統就會自動關電、關瓦斯、開啟緊急照明以及啟動緊急疏散的語音廣播等。

e化家庭醫療、保全、節能之系統整合應用

本作品完成一個遠距醫療、節能家電控制、保全監控系統的整合設計。實作時電腦安裝監控卡及攝影機,使用遠端電腦連線技術使監控區域影像透過網路傳遞到遠方,同時,利用電腦控制技術配合光感測器、溫度感測器及三軸加速器,可以用來量測心跳、溫度以及運動量,具有即時偵測、監督、儲存的功能,而且透過煙霧、瓦斯感測器、人體感測器與攝影機可達成保全的功能。此外,利用電腦IO控制技術可在遠方操控監控區域內各種電器產品之開關,包含電視、廣播系統、除溼機..等。因此,可以遠距或定時開與關,具有節能、省時且便利的功能。本研究主要是提供一個新形式的整合應用,將醫療儀器、家電控制、保全裝置整合於一套設備中,功能完備且經濟實惠。

健康貢丸之製作

貢丸是國人非常喜愛消費的肉製品之一,貢丸製品是以一種畜禽肌肉作為原料,加入鹽和其他配料,利用擂潰機或攪拌缸在低溫環境下萃取出鹽溶性蛋白,做為乳化劑,再與脂肪煉製成一個安定的乳化物,再經加熱使蛋白質凝固製成。為因應國人對健康的需求又能享受傳統美食,便希望能以植物油脂代替傳統貢丸中的豬背脂,經多次的試做,終於成功的做出植物油『健康貢丸』。且經針對本科學生、本校教職員工及社區大眾的品評結果顯示健康貢丸在外觀、脆度、彈性、口味與口感都與豬油貢丸差異性不大,表示利用植物性油脂取代豬背脂所製作的『健康貢丸』在官能品評並不比傳統貢丸差,在總接受度方面較能接受健康貢丸的總人數有 61%,傳統貢丸有 32%,且在喜愛度方面也呈現健康貢丸 59:27 的結果,此結果顯示能接受及喜愛『健康貢丸』的人數比傳統貢丸高。健康貢丸以葵花油製作時最佳且在產品中不會產生令人不快的味道,在貢丸亦可添加蛋白取代油脂,可製成低脂的健康貢丸。

一指神功清潔溜溜

目前市售白板與板擦,多為人工操作方式,老師教學於白板書寫完後,需由學生或教師清理白板,這種不便性影響教學情境。本裝置為一機電整合設計之設備,只要用按一下開關即可完成白板清理工作。此「自動板擦機」乃運用高職所學知識(機件原理、力學…),團隊分工設計製造完成。觀察教師擦白板動作,完成2D平面組合圖、零件圖與3D立體圖設計,進而將零件分成一般標準件與自製零件,標準件向外面廠商購置,自製零件由學生團隊依零件圖使用學校設備加工製作,最後完成作品組裝測試。學生學習理論課程後,借由創作學習批判思考、發現問題、分析問題與解決問題之能力,進而對機械應用產生興趣,故發明創作可以提高學生內在的學習動機Czaja & Cummings(2009)。

水塔自動定時清洗裝置

本研究是設計一個清洗水塔的自動化流程與設備,來取代需要專業人員的清洗水塔工作。這個清洗裝置有下列幾項特色:特色1:具有定時功能,讓使用者不用特地以手動操作來清洗,所以在忙碌的生活中,清洗裝置也能達到自動清洗功能,來保持住戶用水的品質。特色2:清洗之前,有一段水位控制時間,會將住戶用水的水位保持在低水位,以免浪費太多水源,一來環保,二來省錢。特色3:以自動清洗來替代人力清洗,除了省時、省力,也不用花太多金錢清洗水塔,就能有好品質的水。特色4:進水時進行一般灑水動作,跟進水一起同部進行,這樣可以使表壁邊的細塵被沖洗掉,而不容易形成髒污,達到維持乾淨的效果。

天然 ㄟ尚好—瓜類蔬菜之抑菌研究

本實驗利用五種瓜類蔬菜,分別為南瓜、苦瓜、絲瓜、冬瓜及小黃瓜等為試驗材料,將所取得之萃取液以濾紙圓片擴散法(disk diffusion technique)進行抑菌試驗,其試驗菌株以3株細菌為對象。初步試驗結果顯示南瓜具最佳抑菌活性,次為苦瓜、絲瓜、小黃瓜、冬瓜。進一步探討不同溫度、pH值對其抑菌活性之影響。結果顯示,五種瓜類萃取液經121℃,20分鐘加熱處理並不會破壞其抑菌成份;萃取液則因pH值不同而改變抑菌活性,各組實驗皆在pH值較低情形下得到較好抑菌活性。由初步試驗中得到南瓜萃取液具有最佳抑菌活性,因此進一步進行食物模式研究,添加不同濃度之南瓜類萃取液於4℃市售柳橙汁、鮮乳、奶茶及豆干中儲存5天,其生菌數皆低於控制組。