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臺灣博碩士論文加值系統

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研究生:張誌仁
研究生(外文):Chin-Jen Chang
論文名稱:新型扭力測量器之設計與製作
論文名稱(外文):The Design and Implementation of torque measuring apparatus
指導教授:張江南張江南引用關係江士標
指導教授(外文):Chiang-Nan ChangShyh-Biau Jiang
學位類別:碩士
校院名稱:國立中央大學
系所名稱:機械工程研究所
學門:工程學門
學類:機械工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2002
畢業學年度:90
語文別:中文
論文頁數:57
中文關鍵詞:扭力測量器應變規應力計動態量測機構設計
外文關鍵詞:torque sensor
相關次數:
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本文研究開發新型扭力測量器,屬於應用較廣泛的傳動扭力式量測器,可量測靜止扭力和量測旋轉中雙向轉軸之扭力,並擁有預力彈簧機構、保護裝置以及使用現成精度高之應力感測元等特點。
在高精度與低成本的需求之下,本文利用基礎力學觀念為創作原理,透過圖面討論完成設計圖,再進行加工、製作新型扭力測量器之原型機,最後架設扭力測量系統,伺服馬達作為動力輸入、資料擷取卡擷取輸出訊號,透過測試實驗將擷取之資料作進一步分析,以評估扭力測量器靜態扭力與動態扭力之效能。


The research is to develop a new torque measuring apparatus that can measure both clockwise and counter clockwise loading on the fly. The creative apparatus has pre-load setting spring design, overload protection mechanism and the standard load cell.
With the requirement of accuracy and low cost, the prototype is founded on basic dynamics, designed through drawing discussing, and manufactured by general processing factory. To set up a servo- motor as power input, A/D card and DSP card as signal output and an experiment is to further analyze and evaluate the efficiency of this apparatus.


摘 要I
目 錄II
圖 目 錄IV
表 目 錄VII
第一章 緒論1
1.1前言1
1.2研究動機2
1.3相關文獻整理3
1.4論文架構7
第二章 扭力測量器原理分析8
2.1原理介紹8
2.2應力感測元的原理9
2.3旋轉機構10
第三章 系統設計12
3.1機構設計12
3.1.1創思原型構造13
3.1.2構想設計圖13
3.1.3原型機製作16
3.1.4設計特點17
3.2系統測試18
3.2.1動力源選用18
3.2.2組裝與測試20
3.2.3訊號擷取與效能分析21
第四章 系統性能分析24
4.1訊號分析24
4.1.1 A/D7715訊號解析24
4.1.2 Load Cell直接荷重24
4.2靜態測試25
4.2.1秤盤荷重25
4.2.2平面負載機構28
4.3旋轉測試31
4.3.1空轉測試32
4.3.2阻力與磨耗33
4.4動態扭力效能分析35
4.4.1銅製負載35
4.4.2系統響應圖36
4.4.3 FFT圖38
4.4.4結論47
第五章 結論與未來展望48
參考文獻50
附錄A52
附錄B54
附錄C56


[1]Thomas P.Becker ; Donald D.Grover, both of Kenosha, Wis.; Christopher B.Stout, Union Lake, Mich.; Glenn A.Kaufman; Gene E.Olson, both of Kenosha, Wis.“TORQUE MEASURING APPARATUS”,U.S.Pat.NO.4643030,1987.[2]Richard M.Hutchison; David H.Hitt, “TORQUE MEASURING APPARATUS”, U.S.Pat.NO.5014560, 1991.[3]W.John Ballantyne, Aurora, Canada,“ROTATIONAL TORQUE SENSOR” ,U.S.Pat.NO.5675095,1997.[4]Yataka Nonomura, Nagoya; Kouji Tsukada, Seto; Yuji Nishibe, Aichi; Masaharu Takeuchi, Owariasahi, all of Japan.“TORQUE MEAS- URING APPARATUS” ,U.S.Pat.NO.4803885,1989.[5]Milton J.Lebow, Oak Park, Mich.“TORQUE METER” , U.S. Pat NO.3128622,1964.[6]Stevenson; David J., Arcadia, CA, “TORQUE MEASURING DEV- ICE”, U.S.Pat.NO.4324133, 1982.[7]Browning; Douglas, Sykesville, MD, “TORQUE MEASURING DEVICE”, U.S.Pat.NO.4475408, 1984.[8]Madni; Asad M., Wan; Lawrence A., Hansen; Robert K., “SHAFT TORQUE MEASURING SYSTEM”, U.S. Pat .NO .5753828, 1998.[9]Hutchison; Richard M., Rockford, Hitt; David H., “TORQUE MEASURING APPARATUS”, U.S.Pat.NO.5014560, 1991.[10]Kawai; Masayasu, Tokyo, Japan, “TORQUE TRANSDUCER AND TORQUE MEASURING DEVICE”, U.S.Pat.NO.5067354, 1991.[11]Mohri; Kaneo, Nagoya-shi, Aichi-ken, Japan, Sugitani; Nobuyoshi, Susono, Japan, “TORQUE MEASURING DEVICE BY INTEGRAL SHAFT BASED UPON INVERSE MAGNETOSTRICTION”, U.S.Pat.NO.6098468, 2000.[12]Tak Kenjo, “Electric Motors and their controls”,五南圖書出版社 ,1999.[13]National Inc.“Labview Basic Course Manual”, 1998.[14]Hibbeler, “Engineering Mechanics: Dynamics”,高立圖書有限公司, 1998.[15]Nise, “Control System Engineering, Second Edition”, Addison- Wesley Publishing Company, 1994.[16]D.A. Smith, S. Smith, J. Tlusty,“High Performance Milling Torque Sensor”, Journal of Manufacturing Science and Engineering, 120(1998), 505-514.[17]陳鴻偉, “機械設計實務參考-慣性矩與設計實務”, 復漢出版社,1997.[18]顏鴻森, “機構學-MACHANISMS”,臺灣東華書局,1999 [19]小栗富士著, 張兆豐主編, “標準機械設計圖表便覽” , 臺隆書店,1982.[20]三菱電機株式會社, “ MISSUBISHI MELSERVO- J2- A 操作手冊” , 1998 .[21]江佩如,“加速電子秤讀取之硬體設計與系統鑑別”,國立中央大學機械工程研究所,2001.

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