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研究生： 宋豐煒
Feng-Wei Sung
論文名稱： TRIZ設計法在機電整合之應用研究
A Study on TRIZ Method for Mechatronic Engineering
指導教授： 周明
Jou, Min
學位類別： 碩士
Master
系所名稱： 機電工程學系
Department of Mechatronic Engineering
論文出版年： 2011
畢業學年度： 99
語文別： 中文
論文頁數： 87
中文關鍵詞： 機器人 、規格 、矛盾矩陣 、機電整合
英文關鍵詞： TRIZ, Robot, Specification, Contradiction matrix, Mechatronic engineering
論文種類： 學術論文
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    • 一個機器人的控制系統主要是藉由感測器進行感測周圍環境而得到輸入訊號，再由控制器做運算與思考，最後再將輸出的訊號傳達到驅動器上進行動作。
    本研究探討了TRIZ理論與其他相關的方法，在互相搭配使用後，認為矛盾矩陣表在使用頻率上相當頻繁，以矛盾矩陣做為一個依據，針對感測器、控制器與驅動器的規格做為依據來源進行探討，根據這些規格的特性從矛盾矩陣參數中找出相關的工程參數，找出參數後規劃出一個元件專用的矩陣，來做為往後在設計上的參考方向。
    同時藉由規格的分析與工程參數的問題對應，了解機器人元件在設計改良上要注意的環節，也由於之前的規格分析，就能立即找出工程參數進行對應，進而快速找出所要的創新法則解決問題，減少設計上耗費的時間成本。

    A robotic control system is mainly getting the input signal by carrying out sensing the environment with sensors, then the controller can do computing and thinking and transmits the final output signal to the driver.
    The TRIZ theory and other related methods are discussed in this research, the contradiction matrix is considered that it is the most used in the related research so that it is used to be the reference of specifications of sensors, controllers and drivers. Related engineering parameters can be found from contradiction matrix according to the characteristics of these specifications. After finding out the engineering parameters, a specific programmed matrix for component can be the reference for future design.
    By analyzing specifications and matching engineering parameters can understand each aspect of designing robotic components. After specification analysis, the matching engineering parameters can be found immediately. This method can solve problems quickly and reduce the time cost on design procedure.

    摘要 I Abstract II 致謝 III 目錄 IV 表目錄 VI 圖目錄 VII 第一章 緒論 1 1.1 研究背景 1 1.2 研究動機及目的 2 1.3 論文架構 3 第二章 文獻探討與相關技術 4 2.1 智慧型機器人產業應用分類 4 2.2 智慧型機器人產業應用概況 5 2.2.1 機器人的發展歷程 5 2.2.2 產業供需情形 6 2.2.3 產業技術發展優劣分析 7 2.2.4 機器人全球發展趨勢 8 第三章 研究方法與步驟 9 3.1 TRIZ理論介紹 9 3.1.1 創新等級 9 3.1.2 解決問題流程 11 3.1.3 三十九項工程參數 11 3.1.4 四十項創新法則 17 3.2 單一工程特性尋找創新法則 23 3.2.1 積極模式尋找創新法則 23 3.2.2 消極模式尋找創新法則 24 3.2.3 結合積極模式與消極模式尋找創新法則 24 第四章 結果與討論 32 4.1 設計的需求探討 32 4.1.1 機器人的功能分析 32 4.2 元件規格與TRIZ工程參數對應 32 4.2.1 感測器的規格與TRIZ參數對應 33 4.2.1.1 超音波感測器 33 4.2.1.2 光感測器 37 4.2.1.3 循跡感測器 41 4.2.1.4 極限開關 44 4.2.1.5 碰撞開關 47 4.2.2 驅動器的規格與TRIZ參數對應 50 4.2.3 控制器的規格與TRIZ參數對應 53 4.3 創新概念設計 61 4.3.1 感測器的創新概念設計 61 4.3.1.1 超音波感測器的靈敏度 62 4.3.1.2 光感測器的靈敏度 64 4.3.1.3 循跡感測器的靈敏度 67 4.3.1.4 極限開關的受力 69 4.3.1.5 碰撞開關的受力 72 4.3.2 驅動馬達的創新概念設計 74 4.3.2.1 馬達的扭力 75 4.3.2.2 馬達的轉速 77 4.3.3 控制器的創新概念設計 80 4.3.3.1 控制器的時域 80 4.3.3.2 控制器的頻域 82 第五章 結論 85 參考文獻 86

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