機械科

量測是決定產品品質良否之重要因素，由於它不斷的進步，促使今日之產品更為精密、可靠。尤其現代工業係採大量生產的型態下，選用快速、簡便、低成本的量具是必然的趨勢。本研究係採用數學理論計算出外徑和 V 型座之關係，再結合物理槓桿原理，得到適合之縮放比，使量測範圍得以擴大，最後由電子式量錶顯示值傳輸至單晶片計算器，計算處理為實際量測尺寸。由於設計考慮簡單化、合理化，雖然在加工、檢測、組裝碰到許多困難，但皆能克服解決，除了一些在學校受限設備無法做到的，如 V 型座兩面銅銲碳化鎢片並研磨，以增加接觸點硬度，降低磨耗等。但是設計上已針對目前普遍採用之量具缺點改進，如旋轉心軸螺桿速度慢，支承定位不準確，造成累積誤差等，尤其本作品要發展為自動化量測之可行性高，值得繼續深入探討。

由於傳統的汽車後視設備皆侷限於前門，但根據過去交通事故發生的統計資料顯示，因後門開啟不當導致肇事的比例遠高於前門。本研究基於此觀點乃研發一套實用的汽車監視防護設備，透過各種簡易電子零件的組合建構一套完整的汽車後門監視防護系統。透過實車測試，證明此設備的實用性與可行性，且能立即加裝至實車上造福廣大車主。

酒醉駕駛已經立法禁止很久了，罰金也很重，然而，人們還是ㄧ直重蹈覆轍，新聞報紙還是天天上演。為什麼呢?因為法律只是被動的，酒醉的人都很倔強不承認自己酒醉，往往會存著僥倖的心理，不可能那麼倒楣被抓到，往往悲劇就在此時發生。所以只有被動的禁止是不夠的，汽車製造廠應該裝備更有強制性的裝置，來杜絕酒駕對社會的危害，減輕不必要的災害。本設計是利用酒精濃度感測器，來感測駕駛者酒精濃度，是否超過法規標準(吹氣濃度0.25g/L)。但為避免駕駛者的投機不吹酒測器，所以再加上壓力感測器來確定駕駛者是否真的對吹嘴作出吹氣的動作，若吹氣濃度在標準值以下，則啟動系統允許駕駛人發動引擎、若濃度超過標準，則啟動系統失效，駕駛人只能酒醒或請沒有喝酒的人才能開車發動引擎。

在泡茶的過程中，往往會遇到某些因素，造成無法在茶的黃金時間內把茶水濾出來，使茶水內形成許多有害物質。使用特殊的泡茶定時裝置，除了有原本的茶杯、杯蓋之外，在杯蓋上多加了機械式的定時裝置讓茶可以定時泡好。根據泡茶專家指出，茶水經過一段稍長的時間後會產生有害物質影響人體健康，為了掌握沖出茶水的黃金時間，讓許多人投入鑽研茶具的工作。市售的自動沖茶器具種類很多，各有不同的便利性或特色，但泡茶的時間控制仍有待人為的操作，本組人員更發現到一般人很容易忘了把沖泡好的茶水濾到下層的茶杯裡，造成茶葉浸泡在熱水中太長的時間，本研究結合彈簧、齒輪、傳動軸，設計一個自動控制的機械結構，有效掌握沖泡茶的時間。

高一在學校上車床實習課時，每個人的第一步驟就是調整車刀高度來校正中心，調整時需使用很多的墊片，所以每位同學都買了一盒墊片，全校機械類組一個年級有七班，每一盒2kg，所以每一年我們學校共浪費了500kg的資源，更何況現在正在提倡節能減碳，真的不環保，而且墊片規格很多，校正中心時需要反覆的拆裝，不僅浪費太多的時間甚至連螺栓都遭到破壞或對不到中心，每當車刀太高或太低會造成牙角變大錐度值變小的問題而且不同的加工又需更換不同的刀具。因此我設計了「Linsanity刀座」，把複式刀座改良不需複雜的構造或用配合來工作，目的就是取代墊片的繁雜性進而節省時間，以致快速對準中心且不用再校正，更可以隨時精確的更換刀具且不用考慮校正之問題。

在日常生活中處處可見幾何多面體在我們四周，像是 1996 年得到諾貝爾化學獎肯定，英、美三位教授首次發現的巴克球（C60 Buckyball），是由六十個碳原子組成的球狀分子，經施加壓力後硬度提昇至較鑽石硬，其結構便是切角正二十面體。由上可知，在現代醫療、科學、環保環環相扣的趨勢下，我們可以把常見的幾何多面體，經過詳細的生產流程設計後，量產成為供觀賞的藝術品。為達到量產的目的，我們使用繪圖軟體將多面體形狀模擬後，進行分解，並討論面與面的夾角。在生產時會有夾持不易的問題，所以需思考利用其結構特性設計模具。當中需要配合到工程數學、投影幾何學、機械製造，設計最有效率的生產模具，以便在生產時快速夾持，避免產生角度錯誤或是偏差。

本研究旨在應用於機件原理(螺紋及螺釘、彈簧、管件)、機械製造(車床、銑床、放電加工、熱處理)、機械力學(力矩原理)、材料力學(剪應力)、圖學等課程所學之專業知識，發揮創意，設法以內藏化設計將夾頭板手、刀架板手、六角板手等工具整合於一體，以克服第一代車床多功能手工具組件過多，造成容易散落遺失與更換不便的缺點，確實達到省力、安全、提升效率的目的。本研究所設計之整合式車床多功能手工具，經力學驗證確定此設計可承受操作時產生之剪應力，安全無虞；且由實驗證實，可較未改良前之夾頭板手、刀架板手、六角板手提高效率 20.8%；較第一代車床多功能手工具提高效率 5.8 %，顯示能達到預期設計需求，使該手工具之設計更為妥善。

本作品係針對工廠各式設備、加工機等夾持工件時需要人工作業，會有危險及低效率的缺失。因此設計兩部機械手臂交握(Handshake)模擬機械手臂與各式加工機械設備交換工件的功能，同時具有增進工作效率及兼顧安全之優點。 使用電腦設計製圖軟體Inventor設計多軸式機械手臂，以電腦做動作模擬分析。 以AutoCAD檔案運用雷射切割壓克力做成手臂零件，也使用3D建模轉STL檔案以3D列印零件加上伺服馬達組裝做成機械手臂。運用Arduino控制馬達，寫成手臂交握程式，完成軟硬體電路測試組裝。 整體來說是機械設計及智慧化工具機的實務作品。未來可延伸作為機械手臂與各式加工機械、搬運車等設備轉移工件使用。

老師以前讀書時的老同學，到校拜訪老師，適逢我們幾位同學有問題請教老師，老師的老同學隨興就送我們每人各一雙他生產的飛行鞋，並提起他外銷美國業績不錯，但始終未能通過歐洲安全認證，以拓展外銷歐洲市場，而引發我們從事改良飛行鞋的念頭；於是我們朝縮短受力的半徑，增長支撐力的半徑及用雙邊支撐之方向將飛行鞋改良，不僅通過歐洲安全認證，且已獲得德國新型專利〈期限十年〉，給了我們無比的信心。又試溜了飛行鞋，感覺比溜直排輪鞋效果還要差，所以我們提出研發多功能休閒鞋的構想；經由多次試驗研究出按鈕式多功能休閒鞋；雖能達到預期的某些目標，但是仍嫌機構複雜、零件數量太多，所以引發尋求更簡單之設計的動機。

本研究內容著重於剖析機械氣壓控制迴路設計方法，分別規劃不同單元之機械氣壓控制程序，同時以霍夫曼和串級法方式來設計完成和比較。研究過程就劃分各單元控制迴路進行實驗測試、偵錯，以確定方法的正確性，並製作標示牌與拍攝實際操作過程，以為存證。研究發現，相較於串級法方式，採行霍夫曼模式設計之機械氣壓控制迴路，在記憶閥件使用數量和氣壓管路長度上，能達到最精簡的成效，符合經濟性原則，且操作穩定度良好。結論認為應用霍夫曼方式來設計機械氣壓控制迴路，是一種嶄新且佳的方法，希望此項研究結果可提供此一領域學習者作為參考或新的思維方向，也寄予未來的發展前景是寬廣且令人期待的。