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研究生: 張清潭
Chin-Tan Chang
論文名稱: 筆記型電腦樞紐軸承創新結構理論模式及創研機制研究
Theoretical Model and Innovation Process Investigation for Notebook Hinge Innovative structure
指導教授: 林榮慶
Zone-Ching Lin
口試委員: 許覺良
none
成維華
none
王國雄
none
學位類別: 碩士
Master
系所名稱: 工程學院 - 機械工程系
Department of Mechanical Engineering
論文出版年: 2008
畢業學年度: 96
語文別: 中文
論文頁數: 154
中文關鍵詞: 樞紐軸承筆記型電腦本體論TRIZQFD齊次座標
外文關鍵詞: TRIZ, ontology, notebook computer, hinge, QFD, homogeneous coordinate
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  • 本論文主要研究發展一套筆記型電腦樞紐軸承之理論模式及創研流程,以達到發展樞紐軸承之創新研發為主要目標。本文利用本體論的觀念來建立樞紐軸承之知識結構,達到知識整合和知識再利用之目的。並將群組的概念套用於TRIZ 及 QFD中,對品質及技術衝突矩陣進行改善,找出相對惡化工程參數之解決方法,作為在創新研發上的一個思考邏輯。在決定樞紐軸承創研的新結構概念後,本文進而利用座標系之定義、設定及座標轉換,了解傳動機構之座標系在座標系統中的運動相對關係,推演出傳動機構之力學分析;再針對凸輪接觸面變化設計、啟動斜角原理,驗證模擬凸輪接觸面與扭力值角度。 本文以15.4吋筆記型電腦樞紐軸承實際實驗的量測扭力值報告與本文所建立的模擬扭力值相比較,以驗證本文的創新理論模式是可接受,進ㄧ步將實例及12.1吋筆記型電腦樞紐軸承新設計的接觸面積與升程高度設定,合成所需的扭力曲線;並舉實例說明凸輪磨擦面積變化設計與扭力值的關係,探討設計與製造結合之理論與分析。本研究成果將有助於了解筆記型電腦樞紐軸承理論模式及創新研發分析,為筆記型電腦樞紐軸承結構提供一個完整理論方向。


    The study mainly develops a theoretical model for the hinge of notebook computer, and introduces the innovation process so as to achieve the main goal of exploring the innovative research and development (R&D) of hinge. The study uses the concept of ontology to establish the knowledge structure of hinge in order to attain the purposes of integration and reuse of knowledge. Meanwhile, the concept of clustering is employed in TRIZ and QFD to improve the quality and technology conflict matrix, and find out the solution of worsening engineering features, which serve as a thinking logic in innovative R&D. After a new structural concept for the innovation of hinge is determined, the study further uses the definition and setting of coordinate system and the coordinate transformation to understand the relative relationship between the coordinate system of driving mechanism and its movement in coordinate system. The mechanics analysis of driving mechanism is deduced. Furthermore, focusing on the changed design of the cam contact surface and the principle of starting bevel, the study proves and simulates the cam contact surface and the torsion angle. This study compares the torsion force value measured in the actual experiment of the hinge of a 15.4-inch notebook computer with the simulated torsion force value established by this study in order to prove that the innovative theoretical model is acceptable. Furthermore, the study presets the newly designed contact area and lift height for the actual case and the hinge of a 12.1-inch notebook computer. They are then synthesized as a required torsion force curve. There are examples taken to explain the relationship between the changed design of cam friction area and torsion force value. The study investigates the theories and analysis with the combination of design and manufacturing. The research results of the study shall be helpful in understanding the theoretical model for the hinge of notebook computer, and in analyzing the innovative R&D. They shall provide a complete theoretical direction for the hinge structure of notebook computer.

    摘 要..............................I Abstract..............................II 誌 謝..............................IV 目 錄..............................V 圖 目 錄..............................X 表 目 錄..............................XIV 第一章 緒論..............................1 1.1 研究背景..............................1 1.2 文獻回顧..............................1 1.3 研究動機與目的........................4 1.4 研究範圍..............................5 1.5 論文架構..............................6 第二章 樞紐軸承主要結構及相關理論.............9 2.1 樞紐軸承簡介...........................9 2.1.1 筆記型電腦簡介.........................9 2.1.2 筆記型電腦樞紐軸承主要結構介紹........10 2.2 本體論................................17 2.2.1 本體論的分類..........................17 2.2.2 本體論的建置工具應用..................19 2.3 專利分析簡介..........................20 2.3.1 國際專利分類碼........................20 2.3.2 專利分析的意義與目的..................22 2.4 TRIZ簡介..............................23 2.4.1 修正式 TRIZ 理論......................24 2.4.2 修正式工程特徵群組及發明法則群組......25 2.5 QFD 品質機能展開......................27 第三章 樞紐軸承自動落下之主要型式及應用......33 3.1 樞紐軸承凸輪式自動落下簡介............33 3.2 自動落下樞紐軸承基本組合..............33 3.3 樞紐軸承之測試規範及特性..............34 3.4 樞紐軸承凸輪設計應用要點..............35 3.5 金屬粉末射出成型簡介..................36 3.6 樞紐軸承凸輪之形式及優缺點概述........38 3.7 筆記型電腦樞紐軸承自動落下之測試規範.........41 3.7.1 筆記型電腦15.4 吋螢幕樞紐軸承原設計實測報告..............................43 第四章 樞紐軸承運用TRIZ矩陣表之創研技術及結合QFD 品質理論 ..............................44 4.1 樞紐軸承之需求及工程特性..............................44 4.1.1 工程需求..............................44 4.1.2 工程特性..............................45 4.1.3 工程特性及特徵群組.......................45 4.2 TRIZ-QFD品質屋之開發步驟方法.............45 4.3 TRIZ-QFD品質屋之建立.....................46 4.4 改善特徵與不欲惡化特徵群組之優先順序......48 4.4.1 創新改善階段一............................48 4.4.2 創新改善階段二............................50 4.4.3 創新改善階段三............................52 第五章 樞紐軸承之設計及創新研發理論模式..........55 5.1筆記型電腦鉸鏈結構座標系統與座標轉換矩陣........55 5.1.1基本座標轉換矩陣介紹.........................55 5.1.2繞任意軸旋轉之轉換矩陣 .......................61 5.1.3座標系統定義與轉換矩陣之建立.................63 5.2筆記型電腦樞紐軸承之扭力計算理論模式..........67 5.3筆記型電腦樞紐軸承之凸輪轉換點圓角磨擦理論模式..............................70 5.4盤型彈簧之應用理論模式.......................72 5.4.1 盤型彈簧之基本理論 .....................72 5.4.2 盤型彈簧之應力分佈理論....................76 5.4.3 盤型彈簧之並列與串列擺放方式............78 5.4.4 盤型彈簧之串列應用理論.................78 5.4.5 盤型彈簧運用在彈片式結構優缺點............79 5.4.6 盤型彈簧之最大總壓力計算..................80 5.4.7 15.4 吋盤型彈簧運用壓力計算理論...........81 5.5樞紐軸承耐之落螺絲應用範圍...................83 5.6樞紐軸承凸輪接觸面運動理論...................84 5.6.1 樞紐軸之凸輪高度變化應用原理..............84 5.6.2 樞紐軸之凸輪運動分析理論..................84 5.7創研流程理論整合.............................87 第六章 樞紐軸承創新設計應用分析...............88 6.1筆記型電腦樞紐軸承之接觸面積創新研發.........88 6.1.1 15.4 吋螢幕樞紐軸承凸輪原設計探討.........89 6.1.2 15.4 吋螢幕樞紐軸承凸輪新設計研究.........96 6.1.3 15.4 吋螢幕樞紐軸承凸輪新設計改善及強化研究..............................102 6.2樞紐軸承之凸輪開啟/閉合設計改善..............108 6.3 12.1吋螢幕樞紐軸承分析計算實例應用..........111 6.3.1 確認其座標系之變化........................111 6.3.2 計算所要使用螢幕之扭力....................111 6.3.3 查詢軸承可應用扭力軸心直徑尺寸............111 6.3.4 計算盤形彈簧之最大應力及作動壓力..........111 6.3.5 應用新式凸輪結構..........................113 6.3.6 12.1吋螢幕樞紐軸承凸輪接觸高度設計........120 6.3.7 最佳相對值應用比較........................121 6.4 專利分析與迴避設計..........................122 6.4.1 專利比較..............................124 第七章 結論及建議............................129 7.1 結論..............................129 7.2 未來展望..............................130 參考文獻..............................131 附錄A TRIZ矛盾衝突矩陣表....................135 附錄B 39項工程參數..........................141 附錄C 40項創新法則..........................144

    [1] 陳明原,「應用貝氏理論及模糊邏輯進行專利分類及TRIZ 方法改善之研究」,國立台灣科技大學機工程系碩士論文,民國九十五年。
    [2]專利字號: “新型 M 282209 號 利用 MDU 彈簧提供扭力之轉軸裝置”之專利說明書。
    [3] Holloman,J.H.,and L.D.Jaffe,Ferrous Metallur gical Design,New York:John Wiley & Sons,INC.,USA,(1947)。
    [4]標準機械設計圖表便覽/小栗富士雄,小栗達男共著;張兆豐主編—改新增補二版.--臺隆書店,民82。
    [5] The Protégé Ontology Editor and Knowledge Acquisition System. http://protege.stanford.edu
    [6]鄭春生,品質管理,全華科技圖書,民國九十二年。
    [7] 黃浩誠,「應用改良之 TRIZ 理論結合 QFD 於補償式化學機械抛光終點偵測及補路償路徑之改善」,國立台灣科技大學機工程系碩士論文,民國九十六年。
    [8] 顏伯勳「掀蓋式行動電話鉸鏈結構」,國立台灣科技大學機工程系碩士論文,民國九十二年。
    [9]Chang, H.T. and J.L. Chen,“An Approach Combining Extension Methodwith TRIZ for Innovative Product Design,” Journal of the Chinese Society of Mechanical Engineers, Vol.25, No.1, pp.13-22(2004) 。
    [10] Hao Wang, Guanlong Chen , Zhongqin Lin and HaihuaWang, “Algorithm of integrating QFD and TRIZ for the innovative designprocess,” Int, J ,Comput ,Appl, Technol, Vol.23, Issue:n1, pp. 41- 52, (2005)。
    [11]朱晏樟,「整合 TRIZ 與功能分析之設計方法研究」,成功大學機械工程學系碩士論文,民國九十二年。
    [12]林幸輝,「整合CMP工程創研知識及商務知識之多代理人雛型模式」,台灣科技大學機械工程系碩士論文民國九十四年。
    [13] Yamashina, H., Ito, T. and H. Kawada, “Innovation product development process by integrating QFD and TRIZ,” International journal of production research, Vol. 40(5),pp.1031-1050,(2002) 。
    [14] Liu, C.C. and J.L. Chen,“A TRIZ Inventive Product Design Method without Condtradiction Information,” The TRIZ Journal,(2001) 。
    [15] Chang, H.T. and J.L. Chen,“An Approach Combining Extension Method with TRIZ for Innovative Product Design,” Journal of the Chinese Society of Mechanical Engineers, Vol.25, No.1, pp.13-22,(2004) 。
    [20] TSFG 耐落集團防鬆技術規格表。http://www.nylok.com.tw/tr_tech.htm
    [21] YAN,H.S., and Cheng, W.T.,”Axode Synthesis of Cam-follower Mechanisms”, Mechanism and Machine Theory,Vol.34, No.2, pp. 319-339, (1999)。
    [22]Paul,R.P., “Robot Manipulators : Mathematics, Programming and Control”,MIT press, Cambridge, Mass,(1981)。
    [23] 張天豪,「Design and Kinematic Study of a Wrist External Fixator with Arthrodiatasis」,國立台灣科技大學機工程系碩士論文,民國九十四年。
    [24] 宋長耀,「Use Homogeneous Transformation Matrix to Study the Adjustability of External Fixator and the Posture of Humeral Interlocking Nail」,國立台灣大學醫學工程學系碩士論文,民國九十一年。
    [25] 曾世宗,「機械手臂應用虛擬模擬於工作空間運動之運動學分析」,國立雲林科技大學機工程系碩士論文,民國八十九年.
    [26] Shifu, X. and Qingsing, L., Precision Instrument Design, Tsinghua University Press. Beijing, (1991)。
    [27] Kosei, T., Yamato, L. and Takashi, Y., “Traction control of friction slider pair under a boundary lubrication condition”, Surface and Coatings Technology, 100-101, pp.260-263,(1998)。
    [28] Yang, R.S. and Lin, H.J., “Contact stress on polyethylene components of a new rotating hinge with a spherical contact surface”, Clinical Biomechanics,16,pp.540-546,(2001)。
    [29] Gioncu, V., “Ductility criteria for steel structures”, J.Construct. Steel Res., Vo1.46,Nos.1-3,pp.443-444,(1998)。
    [30] 蘇永俊,「筆記型電腦鉸鍊機構之磨耗分析」,國立台灣科技大學機工程系碩士論文,民國九十四年。
    [31] 莊書豪,「筆記型電腦鉸鏈結構之應力分析」,國立台灣科技大學機工程系碩士論文,民國九十年。
    [32] 郭劍平,「筆記型電腦之無卡勾新型雙包轉軸設計」,國立交通大學工學院精密與自動化工程學程碩士論文,民國九十四年。
    [33] 呂勝男,「樞紐器之結構改良」專利編號: 243042,中華民國專利公報,中華民國 84年03月11日。
    [34] 呂勝男,「隱藏式限位裝置」專利編號: 539072,中華民國專利公報,中華民國 92年06月21日。
    [35] Sheng-Nan, Lu,「HINGE DEVICE」Patent Number: 5896622,United states Patent ,Apr.27,1999。
    [36] 呂勝男,「改良型樞紐器」專利編號: 303143,中華民國專利公報,中華民國 86年04月11日。
    [37] Sheng-Nan,Lu,「HINGE FOR A NOTEBOOK COMPUTER」Patent Number: 6671929 B1,United states Patent ,Jan.6,2004。
    [38] 呂勝男,「樞紐器」專利編號: 573910,中華民國專利公報,中華民國 93年01月24日。

    無法下載圖示 全文公開日期 2013/08/03 (校內網路)
    全文公開日期 本全文未授權公開 (校外網路)
    全文公開日期 本全文未授權公開 (國家圖書館:臺灣博碩士論文系統)
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