臺灣博碩士論文加值系統

作為高精度的傳動關鍵零組件，RV減速機自1985年Nabtesco所推出的RV-A型以來在自動化及機器人產業一直佔有一席之地。時至今日，三十多年來的發展亦使得RV減速機在工業界更廣泛的運用，隨著工業界對於減速機的性能及壽命的需求愈發嚴苛，然而對於已經發展了三十餘年、已趨向成熟的產品，欲在其現有的技術及專利保護之下謀求新的RV結構設計及新功能實屬不易。
本論文所提出的設計方法與流程主要按照步驟：解析問題、組合解決方案及評估新方案之可行性。解析問題，針對為數眾多之專利及現有之產品型錄作為出發點進行功能解構。在對一定數量專利中獨立項的組成物及其相互關係進行分析，以此了解其各組成物的存在價值及該產品在運作上的原理並歸納出其所具備的功能。在歸納出功能後，我們以此建立一系統結構，在該產品的「系統」中，我們根據專利所歸納出的功能為其下的「次系統」，而根據該功能所衍生出的問題則為次系統下的「組件」。而根據功能系統結構，我們可將專利進行分類建立專利地圖，專利地圖的價值除了可用以作為檢索先前技術的資料庫，我們亦可根據其年份的排列，觀察各功能的發展趨勢並以此作為新功能設計方向的參考依據。面對設計需求時，可依設計需求所需之功能進行分解，並在系統結構中尋找可滿足客戶需求的功能及可用之解決方案。組合解決方案，在根據系統功能找到諸多可滿足設計需求的功能及解決方法後，面對設計方法的選擇則須仰賴品質屋，品質屋可按照客戶需求及解決方案進行建置，在其中各設計需求與功能的關聯性可輔助我們了各設計需求對於該產品功能中的重要性，以此建立權重分配表，亦可比對個解決方案之間的關聯性輕重，於此我們除了可根據各解決方案之間的相互關係作為選擇時的依據。評估新方案之可行性，透過品質屋進行設計方案的選擇後，我們可依據繪圖軟體模擬組合解決方案的結果，評估其可行性。
本論文將提出一產品的設計方法及流程，並以RV減速機作為設計案例，進行RV減速機相關的結構及改進方案。按照本論文所提出之設計方法與流程，在RV系統中共建置了9個次系統及相對應的次次系統共26個。以此系統作為專利地圖的藍本，建立設計時所需的參考資料庫以及品質屋。本論文假設客戶需求為：降低傳動噪音、一年需更換潤滑油脂一次，根據功能系統尋找對應的解決方法：因應傳動噪音歸納出的方案為1.「以結構幾何確保輸入軸的安裝精準度」、2.「利用調整機構調整輸入軸之安裝嚙合精確度」以及針對潤滑清洗不易所歸納出的解決方法3.「規劃潤滑油路」。透過品質屋對上述三種欲採用的設計方法分別進行與RV其他功能的交互關係比對我們歸納出：1.在解決傳動噪音的方法中，透過「以結構幾何確保輸入軸的安裝精準度」，在結構設計上會與「電機輸入配置的配置方式」、「第一級減速的結構配置」及「行星支架之幾何」有所關聯2.在解決傳動噪音的方法中，以「利用調整機構調整輸入軸之安裝時嚙合精確度」此一方法會與「輸出鎖固法蘭之設計及配置」、「一級減速與偏心軸之銜接」、「一級減速所能使用之方法」等等有所影響3.在「規劃潤滑油路」此一方法中，「防漏元件之選用」、「防漏元件之配置」、「輸出鎖固法蘭之設計及配置」、「曲柄軸之支撐元件配置」、「行星支架之結構剛性」等互有影響。透過品質屋所得出以上三種設計方法與RV其他功能之關聯，對系統的各功能部進行配分並建立權重分配表，並且可作為結構設計時的參考依據。參考此關聯性之輕重對相互影響之功能在專利地圖中進行檢索，尋找可與設計需求所採用技術相契合甚至互補的技術進行重組。最後，以inventor繪圖軟體進行結構規劃及模擬，確認其可行性及合理性。
本論文依此實驗步驟行之，最終提出三款符合設計需求之RV減速機相關結構：1.以結構幾何限制輸入軸，確保輸入軸與行星輪系之安裝同心度。2. 以調整機構對安裝時的輸入軸進行調整，確保輸入軸與行星輪系嚙合精確度。3.設有潤滑流道，確保在更換潤滑油脂時潤滑油脂能夠更順利的抵達減速機各部，以及機殼內部的磨耗物及老化潤滑油之所產生之沉澱物能夠更為確實的在更換潤滑油脂時排出。

V reducer is a key component of the high-precision transmission. During it was promoted by Nabtesce in 1985. So far, the development been processed for more than 3 decades has made the technique of RV well enough. More techniques were developed and more RV reducers’ patents was filed. However, the mentioned situations also increase the difficulty of RV reducer development during these years.
The author put forward a process: analyze, assemble and program evaluation. This process can be used for the design of RV reducer structure. The details are as following,
In the first stage, "analyze". We need to collect the related information about patents for the product which we want to design. After collecting the lecture, we peruse the related patents and compare them to the users' demanded.
By decomposing all the functions, we can gradually understand what kinds of functions do the product been equipped with, and which of these functions can match the users' requirement. After comparing all the functions and users' requirement, we can build a "function system" by adopting these features.
The function system is been designed for the purposes of classifying the patents which we collected, and build the "patent map". It is a database, all the information been uploaded on it could be taken as references when we are designing new products.
The second stage is "assembled". After collecting useful data at the first stage, we assemble those functions which can match users' requirement and make it a new product.
First of all, we can get users' requirements in the step of function decomposition, then we contrast them to the function system and patent map. As soon as we found there are too many possibly compatible options in the patent map, we can use the HOQ as assistance. By grading all the functions, the quantization indexes can be references for us to make decisions for better solutions. After that, we can assemble all the skills together, getting a new program for the product's design.
The final stage is "program evaluation".
We can use the computer aid graphic design to evaluate the program’s practicality which we get in the stage of assembling. As our description in the previous paragraph, this study follows the process proposed by the author. After collecting 160 patents which are correlated to RV reducer, we decomposition all of them and build a "function system", which includes 9 subsystems and 26 components,
Assuming the users' requirements are "reduce the noise transmission" and "replacement of engine oil". Using this system to classify the patents and build the patent map, and the house of quality help us to find the proper functions and patent’s skill. Finally, we use the Inventer software to evaluate the program’s practicality, for instance, the mechanical structure and hardware components’ using situation.
After finishing the above stages, this study gets three types of RV reducers:
1. The RV reducer which using the structure and bearing to make Input shaft’s concentricity better.
2. A mechanism which can help user adjusting the transmission shaft to let its gear operate better.
3. The RV reducer designed with oil passage makes the lubricant works more efficiently and allows better transmission of RV reducer.

中文摘要…………………………………………………………………………i
英文摘要………………………………………………………………………iii
誌謝……………………………………………………………………………v
目錄……………………………………………………………………………vi
表目錄…………………………………………………………………………vii
圖目錄…………………………………………………………………………ix
第一章 緒論……………………………………………………………………1
1.1 研究動機與目的………………………………………………………1
1.2 文獻回顧………………………………………………………………1
1.3 研究方法………………………………………………………………2
1.4 研究架構………………………………………………………………3
第二章 系統化設計之方法……………………………………………………4
2.1 解析問題………………………………………………………………6
2.2 組合解決方案………………………………………………………12
2.3 評估新方案之可行性………………………………………………19
第三章 RV減速器結構於系統化設計方法之應用…………………………20
3.1 RV減速器－分析問題………………………………………………20
3.2 RV減速器－組合解決方案…………………………………………38
3.3 RV減速器－評估設計方案之可行性………………………………99
第四章 結論…………………………………………………………………112
4.1 本研究之貢獻………………………………………………………112
4.2 本研究之未來發展方向……………………………………………113
參考文獻……………………………………………………………………114
The Study of Design Method on the Structure of RV Reducer………………115
附錄一－品質屋……………………………………………………………118

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