本文主要設計一背拉式防撞機構，利用導引的概念，將前方的撞擊力引導至後方變成拉力並藉由機構內部彈簧牽引拉回車輛，達到防撞的效果。接著進行模型製作，並測量機構參數，本文透過電腦模擬以實際參數評估機構設計之可行性，藉由觀察模擬結果，以找尋能提升減震效果的質量、阻尼及彈簧係數的調整方向。再以實驗做進一步的性能驗證，本文機構作動時，比起機構無作動之一般狀態，可有效減少車輛於碰撞發生時所受之撞擊力，降低43.75%之瞬間最大加速度，提升防撞的效果。比起潰縮承撞結構，本文機構具有容易修復，不佔空間，以及成本低廉的優點。

In this paper, we design a back pull type bumper. By utilizing the concept of wave guide, this bumper can transmit the input shock wave to the far back of the vehicle and transfer the direction of the shock wave that original will push the structure of the vehicle into the direction of pull to avoid the crash of the vehicle. We conduct computer simulations. By virtue of observing the simulation results we can find the trend of adjusting the components of masses, springs, and dampers of the structure to promote the capability of shock absorb and crash avoidance. After that, we design and make a model, and use the model to test the capability of shock absorb by experimental study. Comparing the cases of with and without this designed back pull type bumper, we find that with this designed back pull type bumper, the capability of shock wave absorbing can be promoted up to 43.75%. In addition, compare our back pull type bumper with the crashing sustaining type, our back pull type bumper has the advantages of easy to maintenance, small space requirement, and low cost.

誌謝 i
中文摘要 ii
英文摘要 iii
目錄 iv
圖目錄 vii
表目錄 ix

第一章 緒論 1
1.1　前言 1
1.2　文獻回顧 1
1.3　研究動機 5
1.4　本文章節概要 5

第二章 理論基礎 6
2.1　導引減震的概念 6
2.2　碰撞原理 7
2.2.1　彈性碰撞與非彈性碰撞 7
2.2.2　二維碰撞 7
第三章 防撞系統設計製作與運動方程式 9
3.1　設計原則 9
3.2　機構設計及作動說明 9
3.3　運動方程式推導 13
3.4　模型製作 17
3.5　模型參數量測 19

第四章 電腦模擬 24
4.1　參數設定 24
4.2　案例模擬 24
4.2.1　案例模擬（一） 24
4.2.2　案例模擬（二） 25
4.2.3　案例模擬（三） 26
4.3　模擬結果 26

第五章 實驗 28
5.1　實驗規劃 28
5.1.1　實驗器材介紹 28
5.1.2　實驗流程及說明 30
5.2　實驗結果 34
5.2.1　實驗（一） 34
5.2.2　實驗（二） 35
5.3　分析與比較 37

第六章 討論與結論 38
6.1　討論 38
6.2　結論 38

參考文獻 40











圖目錄

圖1.1 整體式車身結構 2
圖1.2　 傳統式車身結構 3
圖1.3　 樹樁式車身結構 3
圖1.4　 潰縮區示意圖 4
圖2.1　 垂直導引系統 7
圖2.2　 兩車碰撞示意圖 8
圖3.1　 背拉式防撞系統概念圖 10
圖3.2　 本文機構概念圖 11
圖3.3　 本文機構3D概念圖 12
圖3.4　 本文機構與車輛本體配合之示意圖 12
圖3.5　 質量 自由物體圖 14
圖3.6　 主質量 之自由物體圖 14
圖3.7　 質量 之自由物體圖 15
圖3.8　 主結構承載平台設計圖 17
圖3.9　 實際模型完成圖（一） 18
圖3.10 實際模型完成圖（二） 18
圖3.11 實際模型完成圖（三） 19
圖3.12 拉力計位置圖 20
圖4.1　 碰撞模擬 25
圖4.2　 參數 之變化與位移關聯性 25
圖4.3　 參數 之變化與位移關聯性 26
圖5.1　 氣壓缸 28
圖5.2　 加速規 29
圖5.3　 電阻尺 29
圖5.4　 實驗架構圖 30
圖5.5　 撞擊接觸距離示意圖 31
圖5.6　 加速規裝設位置圖 31
圖5.7　 實驗初始之狀態 32
圖5.8　 實驗撞擊後之狀態 33
圖5.9 RT Pro軟體畫面 33
圖5.10 Labview程式畫面 34
圖5.11 機構未作動之撞擊加速度 35
圖5.12 機構未作動之位移情形 35
圖5.13 機構作動之撞擊加速度 36
圖5.14 機構作動之位移情形 36


表目錄

表3.1 參數 測試數據 21
表3.2 參數 測試數據 22

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【17】林清涼,戴念祖, “力學：牛頓力學,彈性、流體和熱力學”, 台北市, 五南, 2000
【18】編譯 鄒國益, 薛堯文, “應用力學 : 動力學（公制版）”, 臺北市 全華科技, 2003