臺灣博碩士論文加值系統

因體積輕巧且攜帶便利的原因，摺疊傘深受人們喜愛與重視，但常因強風而導致傘具損毀，目前雖有改良傘骨材質而達到抗風之傘具，但仍未見到針對縮小收摺體積及抗翻轉之收摺傘骨構造的研究。因此，本研究的目的即在於藉由收摺機構之創新設計與評估，能有效的統整且評比出最佳的收摺傘骨機構設計。
本研究利用創造性機構設計方法，針對二摺與三摺摺疊傘進行有系統的機構創新設計，提供摺疊傘所有可能的收摺機構構造，並加以評估分析。首先參考現有專利摺疊傘構造，歸納出設計需求與限制條件，再根據創造性機構設計方法與步驟，得到六桿七接頭的一種新型特殊化運動鏈，及八桿十接頭的九種新型特殊化運動鏈之可行的摺疊傘傘骨構造；再根據上述所合成之結果，具體化六桿七接頭與八桿十接頭之所有可行的摺疊傘骨機構。接著利用ADAMS軟體檢驗所有的可行機構，然後在相同的傘面水平投影面積與風力作用情況下進行評估，其評比的優劣準則是依收摺長度與接頭最大反力進行比較，依此提出最佳的收摺傘骨機構設計。研究結果發現，除了雙滑件之八桿十接頭的二摺傘最佳收摺機構為創新之外，其它所有最佳的二摺與三摺傘收摺機構，皆已經出現在現有的專利中。

Due to the advantages of easy to fold and carry, folding umbrella has become very popular. However, it is very common to see a folding umbrella destroyed by strong wind. Though there are some improvements on the material used for folding mechanisms in order to strengthen the ability to stand against wind force, we haven’t seen any research on reducing folding volume and the rib structure to stand against wind force in the literature. Therefore, the purpose of this study is to systematically obtain innovative designs and evaluate all potential folding mechanisms, and then pick up the best designs from them.
Based on the method of Creative Design of Mechanical Devices, this study carries the creative design of mechanisms for two-section and three-section of folding umbrella, and presents all possible structures of folding umbrella mechanisms. This study also analyzes and evaluates those mechanisms. Firstly, this study reviewed the related literature and patents to obtain the design requirements and constraints of folding umbrella. Secondly, by following the procedure of Creative Design of Mechanical Devices, we obtained one new type of specialized kinematic chain for six-link-seven-joint, and nine new types of specialized kinematic chains for eight- link-ten-joint available for the rib structures of folding umbrella. Based on the results from synthesizing the potential folding mechanisms for the umbrella using six-link seven-joint, eight-link ten-joint, all those potential folding mechanisms are particularized. Then, the feasibilities of those mechanisms are examined by ADAMS software. Thereafter, the evaluation is performed under the conditions of same horizontal projected area and same wind force. The criteria for the comparison between those mechanisms are the folding length and the maximum reaction force at joint of each mechanism. The results of better designs are presented by applying the criteria. The results show that, except the best design of the two-section folding umbrella of eight-link–ten-joint with two sliders is innovative, all the other best designs from evaluations could be found in the existed patents.

中文摘要 i
英文摘要 ii
誌謝 iv
目錄 v
表目錄 ix
圖目錄 x
第一章 緒論 1
1.1 研究背景與動機 1
1.2 研究方法與步驟 3
1.3 論文架構 5
第二章 文獻探討 6
2.1 手動傘 6
2.1.1 單摺傘骨 7
2.1.1.1 中華民國專利 #00271448 7
2.1.2 二摺傘骨 8
2.1.2.1 中華民國專利 #00278271 8
2.1.2.2 中華民國專利 #00454457 9
2.1.2.3 美國專利 #4638827 11
2.1.3 三摺傘骨 13
2.1.3.1 中華民國專利 #00211109 13
2.1.3.2 中華民國專利 #I256294 15
2.1.3.3 中華民國專利 #00126812 17
2.1.3.4 中華民國專利 #00267893 20
2.2 自動傘 21
2.2.1 雙滑件自動傘 21
2.2.1.1 雙滑件自動傘----單摺傘骨 21
2.2.1.1.1 中華民國專利 #00146206 21
2.2.1.1.2 中華民國專利 #00199286 23
2.2.1.1.3 中華民國專利 #00216489 24
2.2.1.2 雙滑件自動傘----二摺傘骨 26
2.2.1.2.1 中華民國專利 #00353306 26
2.2.1.2.2 中華民國專利 #00216489 27
2.2.1.3 雙滑件自動傘----三摺傘骨 30
2.2.1.3.1 中華民國專利 #00390145 30
2.2.2 單滑件自動傘 31
2.2.2.1 單滑件自動傘----二摺傘骨 31
2.2.2.1.1 中華民國專利 #00353306 32
2.2.2.2 單滑件自動傘----三摺傘骨 33
2.2.2.2.1 中華民國專利 #00262651 33
2.3 相關文獻專利 35
2.4 文獻探討總結 36
第三章 創新機構設計 40
3.1 摺疊傘之收摺機構拓樸構造特性 41
3.2 摺疊傘之收摺機構一般化運動鏈 41
3.3 設計需求與限制 43
3.4 可行之運動鏈 45
3.5 可行之特殊化運動鏈圖集 46
3.5.1 四桿四接頭之特殊化運動鏈 47
3.5.2 六桿七接頭之特殊化運動鏈 47
3.5.3 八桿十接頭之特殊化運動鏈 49
3.6 機構具體化 54
3.7 同素同構之摺疊傘骨機構 58
3.8 收摺機構之摺數判別 59
3.8.1 摺疊傘骨摺數之定義 59
3.8.2 退化型傘骨構造 61
3.8.3 降摺型傘骨構造 63
3.9 創新機構設計之總結 64
第四章 單滑件收摺機構模擬與評估 66
4.1 MSC.ADAMS簡介 66
4.2 摺疊傘尺寸定義 67
4.2.1 (6,7)與(8,10)摺疊傘骨機構尺寸合成 67
4.2.2 定義傘骨連桿尺寸 68
4.3 (6,7)與(8,10)單滑件系統摺疊機構模擬與分析 70
4.3.1 建構模型 70
4.3.2 收摺長度 72
4.3.3 接頭承受風力的分析 73
4.3.4 建立量測 75
4.3.5 六桿七接頭模擬分析 76
4.3.6 八桿十接頭模擬分析 79
4.3.6.1 八桿十接頭降摺型傘骨構造模擬分析 83
4.4 總合評比數據 88
4.4.1 六桿七接頭之單滑件二摺傘骨 88
4.4.2 八桿十接頭之單滑件三摺傘骨 89
4.5 單滑件收摺機構模擬與評估之總結 91
第五章 雙滑件收摺機構模擬與評估 92
5.1 摺疊傘尺寸定義 92
5.1.1 (6,7)與(8,10)摺疊傘骨機構尺寸合成 92
5.1.2 定義傘骨連桿尺寸 93
5.2 (6,7)與(8,10)雙滑件系統摺疊機構模擬與分析 94
5.2.1 建構模型 94
5.2.2 六桿七接頭模擬分析 94
5.2.3 八桿十接頭模擬分析 97
5.3 總合評比數據 105
5.3.1 六桿七接頭之雙滑件單摺傘骨 105
5.3.2 八桿十接頭之雙滑件二摺傘骨 106
5.4 雙滑件收摺機構模擬與評估之總結 108
第六章 結論與建議 109
6.1 結論 109
6.2 未來研究方向與建議 110
參考文獻 111

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