Stewart - Platform 的優點

３ B94611037蔡智鴻 Stewart - Platform 的優點

◎ Stewart platform 做為一般運動平臺的優勢 隨著高速切削的不斷發展，傳統串聯式機構構造平台的結構剛性與移動台高速化逐漸成為技術發展的瓶頸，而並聯式平台便成為最佳的候選對象，而相對於串聯式工具機來說，並聯式工作平台具有下列的特性: 其封閉性的結構 (closed-loop structure) 使其具有高剛性和高速化的優點，其結構負荷流線短，而負荷由六隻連桿同時以拉伸和壓縮承受，以材料力學的觀點來說，在外力一定時，懸臂量的應力與變形都最大，兩端插入(build-in)次之，再來是兩端簡支撐(simply-supported)，其次是受壓的二力結構，應力與變形都最小的是受張力的二力結構，故其擁有高剛性。 如果結構所承受的力會改變方向，(介於張力與壓力之間)，兩力構件將會是最節省材料的結構，而它的移動件重量減至最低且同時由六個致動器驅動，因此機器很容易高速化，且擁有低慣性。 其擁有熱對稱性結構設計，因此熱變形較小；運動軸位置感測和實際位置之Abbe Offset較小，故受機器幾何誤差影響較小；由於並聯結構之故，各項幾何誤差不僅不會有累積和放大的現象，甚至還有平均化效果(averaging effect)，故它具有高精度的優點。 具有六個自由度，適合於 3D 複雜曲面的場合。 Stewart 平台由支架組成，構造簡單，機械零組件數目較串聯構造平台大幅減少，製造和庫存成本較低，容易組裝和搬運。 Stewart 平台適合於模組化生產，對於不同的機器加工範圍，只需改變連桿長度和接點位置，維護也容易，無須進行機件的再製和調整，只需將新的機構參數輸入。 史都華平台應用於工具機與機械人時，可以降低靜態誤差（因為高剛性），以及動態誤差（因為低慣量） 而史都華平台的劣勢在於其工作空間較小，且其在工作空間上有著奇異點的限制，而串聯工作平台，控制器遇到奇異點時，將會計算出驅動裝置無法達成的驅動命令而造成控制誤差，但史都華平台在奇異位置會失去支撐部分方向的力或力矩的能力，無法完成固定負載物件，而沿著奇異曲面以線性或旋轉運動垮下。 ◎ 潛在優勢 以往學界對工作平台的研究重點，明顯偏向串聯式工作平台。但是對於工業界高精度的切削與組裝的工作要求，所需要的是高剛性的特質，若進一步要求工作平台有較好的反應速度，則會需要低慣性的特性，因此兩點恰為串聯式工作平台先天所無法克服的困難。因此，近年來學術界與工業界對並聯式工作平台的研究與開發興趣明顯地在提高，其主要原因即是它比串聯式工作平台有剛性高、慣性低的優點。 Stewart platform 和傳統串聯式機械人的動力學方程式都是非線性耦合方程式(coupled nonlinear ODE)，因此要獲得準確的動態循跡精度，都需要多變元非線性控制系統 (本實驗室已歸納出各設計參數對系統耦合量的敏感度，選擇參數的最佳值，令系統慣性耦合效應降至最低) 。但是， Stewart platform 的慣性較低，同樣馬達下可以具有較高的控制頻寬。而且， 因為Stewart platform六軸平行而非串聯， 因此藕合程度與非線性程度都比傳統串聯式工作平台不明顯。因為這個優勢，所以 Stewart platform 的動態響應特徵有很大的機會做得比傳統串聯式工作平台好。關鍵問題在於，設計馬達控制的人有沒有能力善用這些優勢。 ◎ 串並聯式工具平台優缺點比較 大體上來說，並聯式和串聯式的優缺點可列表如下：

	並聯式	串聯式
分析方式	逆向運動學(答案唯一） 若使用順向運動學則答案不唯一且計算過程複雜	順向運動學(答案唯一） 若使用逆向運動學則答案不唯一且計算過程複雜
奇異點型態	當奇異點發生時，End effector將不能受力	當奇異點發生時，End effector將不被控制
空間描述	利用角度及向量描述	卡式座標描述
主要特性	剛性	靈敏度
優點	結構質量輕，慣性(interial)小 慣性質量與轉動慣性低，在相同驅動馬力下，可達較快加速度 剛性高，質量低振動頻率較高，動態剛性高 機構運動控制需要逆向運動學，使控制器所需計算負荷及記憶容量都比較小 不會累積誤差，且誤差會平均化 具有六個自由度的操作性	採開迴路結構，工作區間大而跨越障礙較容易 可伸入小空間工作
缺點	相對於串聯式工具平台，其工作空間較小 奇異點上無法達成驅動的目的 既有萬向接頭和球窩接頭剛性低而成本高 望遠鏡筒式連桿製造不易	需負載驅動器，結構負載加重，轉動慣量高 在高負載及高速運作的情況下容易產生震動 各關節的誤差會累積在輸出端，使精度難以提昇 負載能力受到限制
適合情況	精密的定位	整體的運動

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Stewart Platform 的各種應用案例

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B94611037 蔡智鴻

大家可以到這個網站，看看他的應用實例。

有圖片的喔!!要點進去才看的到!

http://ppsc.pme.nthu.edu.tw/hexapod/what.html#2

Stewart Platform 的各種應用案例

由於史都華定位平台其高精密度、高剛性、相對體積較小的特性，其應用範圍也極為廣泛，如

飛行模擬訓練器	旋轉運動
電動玩具	旋轉運動
銑床、鑽床、立式與臥式三軸切削中心	平移運動
天文台觀測平台的結構應用
力與力距量測儀	風動測試
機械起重機	由於其二力構件的特性，可用來作需要高剛性的起重機
快速成型機	由於其能夠在高加速的情況下提供高精度，可降低開發的時間
輪胎測試	旋轉及平移運動
坦克車駕駛訓練台	旋轉與平移運動
管道噴漆機械人	旋轉及平移運動
精密組立機械人	旋轉及平移運動
手術用微型機械人	利用其結構簡單、剛性高的原理，可做出精巧的微型機械人
牙醫手術用平台	可利用一個小的踏板平台來操控大的平台運動
遠距操作機械手臂
飛機引擎軸承安裝定位	由於其需要瞭解其安裝上的各方向的力均平衡，使安裝的位置最適當，可利用史都華平台二力構件的原理，由其桿子上應變規的變化來作修正
無數種其他應用的可能性

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Stewart-Platform 基本原理

5 蔡智鴻 B94611037 看過這篇文章之後，感覺Stewart-Platform好像很有用，所以跟大家分享! Stewart-Platform 基本原理
史都華平台為一封閉式工作平台，其由一固定的底板 （ base ） ，接有六個 joints 可動板上也有六個 joints ，而六個可變桿長之桿子，上接在一可動板之 joints ，下接?板上之 joints ，而由六個桿長的變化此結構，史都華平台擁有可操作的六個自由度，適合高精密度或 3D 曲面的加工。 史都華平台每一根桿子都是二力構件，只承受軸向力（張力或壓力），比起傳統懸臂樑之結構剛性高。 而由於史都華平台的可動板是由六根腳（即桿子）支撐，所以工具機業叫它做「六足 (HEXPOD) 工具機」，另外因為其並聯式的結構，在機械人學中把史都華定位平台叫做「並聯式機械人」 Stewart Platform 發展史 1948 年法國人 V.E.Gough 首創史都華平台，用於輪胎的測試。 1965年史都華氏發表並聯式六軸機械人的設計，並用來製作飛行模擬器後，史都華平台逐漸成為飛行模擬器之標準機構。 1979年 MacCallion 根據史都華平臺機構設計出第一架作為機械手臂的並聯式機械人，將其應用在自動化裝配上。從此以後史都華平臺機構又稱並聯式機械人。 1983年Hunt提出另一類型的並聯式六軸機械人，並首度對並聯式機械人展開系統性的機構學分析。此後，從實用觀點著眼的研究人員，利用美國的太空計畫與尖端醫療技術研究的經費，為這型機構在90年代急速地開發出相當廣泛的應用領域：車輛模擬定位平台，主動式防振平台、自動組裝、精密定位╱指向、手術機械人、自動塗裝等。 但是，由於該機構為具有六個自由度的空間機構，分析困難，因此機構學界對該機構的研究進展一直相當有限。 直到法國國家科學院的J. P. Merlet 博士從1985年引入幾何學分析法後，奇異行為、工作空間與順向運動學等研究才開始順利展開。 不過，1985-1994年間，學界（以J. P. Merlet博士為主）對該平臺機構的興趣主要在於特殊用途的平行式機械人。 1994年英國 Geodetic 公司在芝加哥工具機展展出 HEXAPOD 五軸加工機（由史都華平臺機構提供三個平移自由度，外加五軸頭提供兩個旋轉自由度），美國Giddings & Lewis 公司也同時展出 Variax 三軸工具機。於是史都華平臺機構一實在工具機業聲名大噪。 次年（1995年）Machinery 雜誌元月號兩篇專文介紹 HAXEPOD 工具機，標題是「Machines for the 21st centry」。工具機業對 HAXEPOD 工具機的狂熱，可以從德國 Fraunhofer IWU 的研究群的下述結論清楚看出來[22]：未來模具工業需要大量高精度（精度50微米以內），高切削速度（1000 M/min），高進給（5 - 10M/min）的自由曲面加工，這些工件必須用五軸加工機進行加工才符合經濟原則。

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非獨立懸吊系統

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B94611037 蔡智鴻

在看過獨立連桿之後，當然也要研究非獨立連桿的應用囉!而我從中了解到的優點不外乎

1.左右輪在彈跳時會相互牽連，輪胎角度的變化量小使輪胎的磨耗小。
2.在車身高度降低時還不容易改變車輪的角度，使操控的感覺保持一致。

也可以從中體會出，機動學真是無所不在啊!!

非獨立懸吊系統是以一支車軸(或結構件)連結左右二輪的懸吊方式，因懸吊結構的不同，以及與車身連結方式的不同，使非獨立懸吊系統有多種型式。常見的非獨立懸吊系統有平行片狀彈簧式' 、扭力樑車軸、扭力樑式三種。

平行片狀彈簧式

平行片狀彈簧式是用二組平行安裝的片狀彈簧支撐車軸，片狀彈簧當做避震裝置的彈簧，也做為車軸的定位之用。由於這種懸吊方式的構造非常的簡單，使製造成本減少，因片狀彈簧的強度高而有較高的可靠度，以及可以降低車身底板的高度。使用在車身重量變化大的汽車上，可以在車身高度降低時還不容易改變車輪的角度，使操控的感覺保持一致，因而保持不變的乘坐舒適性。市面上強調乘載量的商用車型，其後懸吊多採用平行片狀彈簧式。

扭力樑車軸式

扭力樑車軸式主要使用在前置引擎前輪驅動(FF)的車。有一連結左右輪的樑，在樑的二端有用來做為前後方向定位的拖曳臂，整個懸吊系統以拖曳臂的前端與車身連結，在樑的上方有用來做為橫向定位的連桿。在車身傾斜時因扭力樑車軸的扭曲，使車輪的傾角會有變化。由於扭力樑車軸式的構造簡單，以及佔用車底的空間較小，相對的車室空間就可以加大，因此大多使用在小型車；例如使用在Toyota Tercel車型的後懸吊。

扭力樑式

Toyota Wish的後軸懸吊，便是扭力樑式非獨立懸吊系統。

扭力樑式在左右拖曳臂的中間設置扭力樑，使懸吊的外形類似H型，懸吊系統以拖曳臂的前端與車身連結。因左右拖曳臂的剛性大，所以不需要裝設橫向連桿。在車身傾斜時因扭力樑車軸的扭曲，會使車輪的傾角發生變化。歐洲小型掀背車之後懸吊，多採用扭力樑式設計。而Toyota現行的ETA Beam系統中，加入了可控制方向的襯套(Toe-Control Bushing)，使懸吊在車身傾斜時有較佳的指向性。目前ETA Beam被使用在Toyota With等國產車型。

非獨立懸吊系統的優點

1.左右輪在彈跳時會相互牽連，輪胎角度的變化量小使輪胎的磨耗小。
2.在車身高度降低時還不容易改變車輪的角度，使操控的感覺保持一致。
3.構造簡單，製造成本低，容易維修。
4.佔用的空間較小，可降低車底板的高度。

非獨立懸吊系統的缺點

1.左右輪在彈跳時，會相互牽連，而降低乘坐的舒適性及操控的安定性。
2.因構造簡單使設計的自由度小，操控的安定性較差。 Read more!

獨立懸吊系統

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b94611037蔡智鴻

個在學習過一學期的機動學之後，不能一直紙上談兵，也該把機動學應用到日常生活中了!而這也是學習的最終目的吧!所以就從日常生活中的汽車下手，而大家對汽車的要求除了要快之外，另一個需求就是舒適吧，原來要求舒適的過程中也可以跟連桿有關係喔!!

獨立懸吊系統是左、右輪可以獨立運動的懸吊型式。常見的獨立懸吊系統有雙Ａ臂式、麥花臣支柱式、多連桿式、拖曳臂式、半拖曳臂式。

雙Ａ臂式

Double-Wishbone Type英文直譯為雙叉骨式或雙雞胸骨式，依構造的形狀又稱為雙Ａ臂式。採用雙Ａ臂式獨立懸吊系統的車輛總是給人有高級和性能化的感覺。雙Ａ臂式懸吊因使用目的不同而有多樣化的結構型式，上、下控制臂呈Ａ型、Ｖ型或▽型。雙Ａ臂式懸吊可以設計成當車輪彈跳或車身傾斜時，左右車輪間的輪距不變或是車輪的傾角不變，一般採用雙Ａ臂式懸吊的車型則是取其中間；當車輪彈跳或車身傾斜時，輪距的變化和傾角變化都會比其他的懸吊方式小；因為避震器不會被彎曲使避震器的磨擦阻力小；連桿可以全部裝置在副車架上，以阻隔震動和噪音；因此採用雙Ａ臂式懸吊容易使汽車擁有突出的轉向性能和乘坐舒適性，例如Honda許多車系的前、後懸吊均是採用雙Ａ臂式獨立懸吊系統。

麥花臣支柱式

麥花臣支柱式懸吊是演變自雙Ａ臂式懸吊的一種懸吊型式。它將雙Ａ臂式懸吊的上支臂和轉向節與避震器結合在一起，並將彈簧安置在避震器的上段，避震器的上端則與車體結合。麥花臣支柱式懸吊與雙Ａ臂式懸吊使用相同的下支臂。由於麥花臣支柱式以避震器做為車輪轉動時的中心軸，而與荷重的軸線互不重疊，使避震器在伸縮時造成彎矩，而產生磨擦阻力。使用在後軸的麥花臣支柱式懸吊會再加上半徑桿以保持前後方向的剛性。

多連桿式

多連桿式懸吊是一種衍生自雙Ａ臂式懸吊的懸吊型式，此構型看起來與雙Ａ臂式懸吊極為相似而不易辨別，因此辨認此型懸吊時多以汽車製造廠所公佈的為準；例如Lexus 430的後懸吊下支臂及看似多連桿式，但Toyota宣佈其為雙Ａ臂式懸吊。多連桿式懸吊的各連桿以不同的長度、角度做連結，以找出最適合的幾何變化。近年來由於對於對於乘坐舒適性和操控性的要求越來越高，因而汽車製造廠紛紛投入從事多連桿式懸吊的研究。

拖曳臂式

托曳臂的樞軸以與車身中心線成直角的關係裝置在懸吊架，是一種專門使用在後輪的懸吊系統。由於托曳臂的樞軸與車身中心線成直角，使托曳臂和車輪與車身中心線成平行狀態，車輪的行程與地面成垂直。托曳臂式懸吊有傾角變化為0的優點，並使避震器不會彎曲，乘坐舒適性及空間利用率佳。在轉向時托曳臂會造成車輪角度呈前展狀態，而不利於操控的穩定性。

半拖曳臂式

半托曳臂式懸吊的托曳臂以與車身中心線成一斜角關係的方式裝置在懸吊架。由於車輪的行程劃出較大的圓弧，半托曳臂式懸吊在轉向時，車輪的傾角和輪距變化較托曳臂式小，使車輛在轉向時的穩定性極佳。因此半托曳臂式懸吊為多款高級房車和高性能車型採用。例如第一代Lexus LS400車型的後軸即採用半托曳臂式懸吊。

獨立懸吊的優點

1.懸吊系統重量較輕，車輪的貼地性良好，乘坐舒適性佳，操控的穩定性良好。
2.車輪角度變化量的自由度大，有利於改善操控的穩定性。
3.懸吊構件之間的自由度是防震的方法，也有利於防止噪音發生。

獨立懸吊的缺點

1.零件數量多，零件的精密度要求高，導致成本偏高。
2.因連桿的自由度大，有不利於輪胎磨耗的可能。
3.需要較大的裝置空間。
4.懸吊系統的特性必須做仔細的調整。 Read more!

凸輪與汽門

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b94611037蔡智鴻

大家在做完作業11之後想必對凸輪有很大的認識了吧!所以這篇文章只是想讓大家對凸輪有更深的了解而已!而且這個網站的差速器滿屌的，因為它有做出動畫來模妮，凸輪在汽車汽門上的應用。

所以覺得真的很不錯，而且可以跟老師現在上的互相乎印。所以就跟大家分享啦!

大家要看動畫可能要點進這個網址

http://tech.toyota.com.tw/techdetail.asp?tm=69

因為用寄信的動畫會消失不見。

直壓式與搖臂式
對於凸輪如何帶動汽門的啟閉，最常見的是「直壓式」與「搖臂式」。直壓式汽門通常見於DOHC引擎，此式汽門彈簧座上會會有一圓形套筒，凸輪則直接置於套筒上，所以當凸輪尖端與套筒接觸時，會透過套筒把汽門往下壓，使汽門開啟；而搖臂式汽門通常使用在SOHC引擎上，因為SOHC引擎缸頭內只有一支凸輪軸，卻要驅動多個汽門，所以會以搖臂方式，由一個凸輪帶動兩個汽門。搖臂是利用槓桿原理，當凸輪尖端將搖臂一端挺起時，另一端會向下將汽門壓下以使汽門開啟。

搖臂式與直壓式汽門驅動設計各有其優缺點，以力量傳遞效率來說，直壓式比搖臂式來的直接、精確；以維修保養來說搖臂式則容易的多，因為直壓式之凸輪與汽門上之套筒的間隙，是靠不同厚度的填隙片來調整，所以當引擎使用一定時數，汽門間隙增大時，要再調整較不易；而搖臂式之汽門間隙通常都以一螺栓調整，只要一支扳手就能搞定。然而目前直壓式汽門的填隙片材質皆有一定的耐磨度，磨損的機率很低。

DOHC的迷思

早期強調高性能的引擎多會採DOHC設計，因為DOHC的設計在高速運轉時仍有相當高的精確性，使得引擎能在高轉速輸出較大的功率。近來各家車廠在車輛的性能數據上競爭，使一般家庭房車的引擎也多採用DOHC的設計，甚至造成消費者認為SOHC引擎為過時設計，而非DOHC不買的迷思。其實引擎在一般使用下，不論SOHC、DOHC、一缸兩汽門的設計或是一缸多汽門的設計，都足敷使用，甚至很多八汽門引擎 (四缸) 在低速表現會優於多汽門引擎。再者，DOHC引擎比SOHC引擎多出一支凸輪軸 (V型引擎多出兩支)，引擎就需要多克服一倍的摩擦力，及承擔多一支凸輪軸的重量。所以像Mercedes-Benz等歐洲車廠，仍有許多現役的SOHC引擎。

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差速器 的動畫模擬

３ B94611037蔡智鴻 大家一定聽過差速器吧，但是這個網站的差速器滿屌的，因為它有做出動畫來模妮，行進間或轉彎時後差速器的狀態。 所以覺得真的很不錯，而且可以跟老師現在上的互相乎印。所以就跟大家分享啦! 大家要看動畫可能要點進這個網址http://tech.toyota.com.tw/techdetail.asp?tm=27 因為用寄信的動畫會消失不見。 差速器

在解決了車輛動力傳遞的問題之後，汽車工程師又碰到了另外的一個問題─轉彎。

轉彎，除了必須要有轉向系統的輔助之外，還必需在傳動系統上進行調整。理因在於，當過彎時，位於內側的輪子所走的路徑較短，位於外側的輪子所走的路徑較長。在同樣的時間內經過這樣的路徑，左右兩側的車輪勢必面對著轉速不同的問題。如果沒有一個特殊的機構來處理，將造成車輛在轉彎時發生轉不過去的窘境；即便用力地轉了過去，也會有著輪胎嚴重磨損的問題。此時，差速器便被導入汽車的傳動系統之中。





由圖中可看出，差速器是由許多齒輪組所構成。當直行時，左右車輪的轉速相同，其內齒輪組並未發生作用，如同左右車輪以同一輪軸運轉。當車輛進入彎道時，左右車輪的轉速差異，便由中間齒輪組的轉動來吸收，使其可以順利地過彎。
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為什麼要換擋?

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B94611037蔡智鴻

一台能"變速"的腳踏車,後輪換成大齒輪的檔位,不必花太大的力氣就能騎上坡,不過,你可得多踩幾下囉~~.....

Ya,利用齒輪來為我們作事,是日常生活中常碰到的設計;回憶一下國中時的理化教材,我們學過一個很簡單卻很實用的公式:

大齒輪的半徑x 大齒輪的轉速= 小齒輪的半徑 x小齒輪的轉速

換成另一的角度看,它就是一個"功(wrok)"的形式;我們腳踏車時所給我們的實際經驗就可以體會的到,當我們想快速起步時,我們可以把前輪換成小齒輪,後輪換成大齒輪,這時我們就可以輕易且快速的起步,however,隨時腳踏車速度的增加,我們會發現腳再怎麼用力踩,速度還是增加的有限,這時候,我們可以變換後輪的齒輪由大換成小,再把前輪換成較大的齒輪,這時踏板的感覺變重了,但是,不必像之前踩的這麼多圈,腳踏車的速度可以更快了.......

嗯,我想這是大伙騎腳踏車的共同經驗吧,同樣的道理,我們汽車在設計使用上時,並不是直接把引擎的輸出接到傳動軸上,而是接到"變速箱"上面,再由變速箱的輸出軸接到傳動軸上輸出;汽車在起步時,需要先克服靜摩擦力,然後再推動車身前進,這時是需要較大的扭力來幫忙的,於是低檔位(一檔)時,是類似腳踏車起步的"前面小齒輪,後面大齒輪"的設計,當車速越來越快時,我們不必需要這麼大的扭力輸出,在高速檔時,變速箱將換成類似騎腳踏車時的"後面小齒輪,前面大齒輪"的設定。

現在先簡單的介紹"齒輪比"的定義:你可以想成是腳踏車的後齒輪的半徑除以前齒輪的半徑;如下圖,右邊是我們腳去踏的地方,左邊是相當於腳踏車的後輪;而圖上面是我們快速起步時的齒輪狀態,下面的圖是我們"飆腳踏車"時的齒輪狀態!See? 利用不同的齒輪搭配,應付我們不同的需要, 如載重起步或爬坡時, 我們需要較大的扭力來使用,所以,我們汽車也設計了"變速箱",供不同的狀況使用,就跟騎腳踏車時變速換檔的目的一模一樣:)

然而,哪個檔位跟引擎的輸出並沒有關係,例如:20.0kgm/2300rpm的扭力值,在一檔時,當轉速是
2300rpm時,引擎就是輸出20.0kgm的扭力;二檔時,引擎的轉速在2300rpm時,引擎還是一樣是20kgm

的扭力輸出;但是,真正出力在車輛上時,一檔時是"20.0"乘以"一檔的齒輪比",二檔時是"20.0"

乘以"二檔的齒輪比"......這些值將不是20.0kgm而已!

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傳動軸

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B94611037蔡智鴻

每天在路上看汽車一直跑，大家有沒有想過，引擎的動力是如何把動能平均的傳到四個輪子呢?

其實答案很簡單，就是利用傳動軸。

而手邊剛好有一些關於傳動軸的資料，所以就貼上來跟大家一起分享!

由引擎輸出的動力，經過變速系統的轉換之後，傳送至驅動輪，方能夠對車輛產生驅動力。而負責將動力傳送至驅動輪的機構，便是傳動軸。而依據不同的傳動系統配置，還可以分為傳動軸與輪軸等兩種。
傳動軸

在前置引擎後輪驅動或是前置引擎四輪驅動車型之中，由於後輪需擔負驅動的工作，因此必須將動力傳動到後軸的差速器，以進而將動力傳輸至後輪。這隻穿過整個車體下方的長連桿，便是傳動軸。而在前置引擎前輪傳動車型(FF)、後置引擎後輪傳動車型(RR)、中置引擎後輪傳動車型(MR)，這三種傳動方式的汽車上則沒有裝設傳動軸，變速箱與差速器的動力輸出後，便直接連接輪軸。

輪軸


將動力從差速器傳送到輪子的軸。輪軸亦稱為「半軸」或「驅動軸」。在一般前置前驅的車輛上，傳動系統的配置便如圖所示，引擎、變速箱及差速器是連接在一起的，直接連接輪軸後，將動力直接傳遞至左右車輪，以驅動車體。
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齒輪比(Gear ratio)的意義與重要性:

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B94611037 蔡智鴻

變速箱的重要動作就是更換不同的齒輪組合,我們可以藉由撥動手排檔的檔位來改變齒輪的相對位子,藉著不同齒輪間的咬合與連接,以達到變換"齒輪比"的目的,完成我們換檔的目的!

就像我們騎變速腳踏車時,撥動手把上的變速器的道理是一樣的^_^

無論是手排還是自排, 都有變換齒輪組合以達成更換齒輪比的動作,而『齒輪比』我們定義成:被動齒輪的大小(半徑)/驅動齒輪的大小(半徑)";我們以一台'99 Acura TL 2.5 V6的汽車來舉例:

這台車有1490kg重,VTEC設計的它有200hp/6200rpm與24.5kgm/4600rpm的動力性能,原廠提供的齒比資料是:一檔(1速)是2.534;二檔(2速)1.502;三檔(3速)是0.947;四檔(4速)是0.632;而倒退檔是1.846;就一檔而言:2.534就是被動齒輪的大小(Output)/驅動齒輪的大小(Input)是2.534。

因此,如果以一檔而言,當引擎在4600rpm時有24.5kgm的扭力值,此時(4600rpm),真正推動車身上的
扭力就是:24.5kgm*2.534=62.08kgm;以四速變速箱而言'99 TL的齒比是很普遍化的例子!
我們再看看另一部車Peugeot 206 1.4 它的一檔齒比是3.418,二檔是 1.810,206 1.4 手排是五檔位的設計,當206由一檔換到二檔時,它的齒比上的落差就有些大了,應此換檔的頓挫感應該會比較明顯!

但是,206在一檔時高達3.4的齒輪比,原廠的用意就相當明顯:起步時會很有力!在市區行駛,走走停停的,這樣的設計是有助於起步衝刺;而各檔位的齒輪比或檔位間齒比的差異,再再都是影響車子的運動性能,如低檔的高齒比是為了扭力,而高檔(四檔或五檔)的低齒比就是為了高速行駛與引擎極速的發揮了;再加上又要考慮換檔時的動力差異不致於過大,那到底要如何設定齒輪比呢?因為齒比過高,就轉的慢;齒比太低又有扭力不足的可能,又不能各檔齒比差異過大。

怎麼辦呢?嗯,ㄟ你一定想的到:那就發展更多的檔位囉!如TL的檔位只有四速而已,如果再加入一個檔位,那一檔(1速)的2.534就可以再高些,那末檔位第五檔就可以再比0.632再低一些些,且各檔間也可以調整成更縝密的齒比變化!而緊密的齒比變化就是動力銜接順暢,拉轉速換檔快速的優點,因此,高性能車款都是採多檔位且緊密度良好的變速箱,如:五檔位的自排變速箱,或六檔位甚至於七檔位的手排變速箱!

同樣的道理,市面上也有更換變速箱齒輪比的套件供車主使用,如果希望低檔位扭力再高一些就把齒輪比改的大一些;如果車主希望在尾速的Top-speed再加以突破的話,就可以把高檔位的齒比調的小一些,Of course,不能調的太離譜,小到扭力不足以驅動飛輪哩 @_@
哇,先休息一下下..... Read more!

雨刷的簡圖

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蔡智鴻

之前在看老師的講義，看到平行運動機構的時候有提到汽車的雨刷是平行機構運動

但是沒有看到雨刷的示意圖，所以覺得很可惜。

而碰巧在網路上看到了這個是意圖，覺得滿不錯的就把他結路下來跟大家分享!!

汽車雨刷機構

汽車雨刷是一個相當有趣的機構設計例子。圖 19是汽車雨刷機構的示意圖。 如圖所示，汽車雨刷是一個六連桿機構，整個機構可以分成兩個部份來說明，左側連桿1到連桿 4是一個曲柄搖桿機構，對照圖15 ，連桿1是汽車車體，是固定連桿，連桿2 是輸入連桿，由一個雨刷馬達驅動，不斷作360度旋轉，連桿4 是輸出連桿，連接一隻雨刷做往復震盪動作，達成雨刷刮水的功能。

汽車雨刷機構右側連桿 1、連桿4 、連桿5、連桿6 ，組成另一個四連桿機構，這個機構屬於雙搖桿機構，對照圖18，在這個雙搖桿機構中，連桿 4成了輸入連桿，連桿6 連接另一隻雨刷，是輸出連桿。值得一提的是在這個雙搖桿機構中，四個連桿所組成的四邊形中，相對邊的連桿（連桿4、連桿 6及連桿1 、連桿5）長度相等，因此輸入連桿和輸出連桿（也就是汽車的兩隻雨刷）運動的方向相同、角速度也相等。這樣的機構有一個特別的名稱，叫做 「平行機構(parallel mechanism) 」。◇

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