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臺灣大學機械系電子報

學生園地

學士專題心得分享

機械四吳晨熙

 

緣起:


    打從大學二年級上學期開始,就開始聽到身邊的同學在討論著自己修學士專題的內容,及各個實驗室內所能學到的東西。不過當時我內心想:我才進到大學讀了幾個學期,連必修課都還沒上完,五大領域的課程甚至還有完全沒碰過的,進實驗室似乎還太早。在這之後,我一直等到升大四的暑假才決定要修學士專題這堂課。
    當初覺得我好像即便讀了三年,也沒什麼特別的技能,好像沒學會什麼,這樣去實驗室要做什麼?不過當我詢問廖先順教授的時候,老師告訴我學士專題就是一個探索的過程,看看這個領域都在做些什麼,不會的東西進去裡面學就可以了。接著教授告訴我如果要去他那邊的話,已經幫我想好了,讓我可以跟著碩士和博士班的兩位學長一起做壓電致動器,而最特別的是,實驗室的位置是在中研院物理所。可能是被「中研院」吸引吧,我馬上就答應了。一想到再來要去我們國家學術最高殿堂、每年只有open house才開放大眾參觀一天的中研院就覺得很興奮。總之,在跟學長們連絡上之後,就開始我學士專題的旅程。

 

內容:


    我有接觸到的壓電致動器有兩種,分別是大行程的(如圖一)以及小行程的(如圖二),不過不論是大或是小行程的壓電致動器,其運作原理是相同的,只差別在尺寸。在對壓電致動器輸入鋸齒波的時候,在鋸齒斜率比較緩的部分壓電塊會帶動滑軌向前伸長,而位於斜率比較陡的部分,壓電塊會快速往回縮,而滑軌會因為慣性大致上留在原地,僅少量回縮。因此,在提供一個鋸齒波的時候,壓電致動器的平台就能夠移動。

 大行程壓電致動器


小行程壓電致動器


    雖然輸入的波斜率是固定的,平台的移動與電壓的關係卻因為磁滯現象及潛變導致其不是線性的。因此,學長的主題是透過一個三軸的光學校正平台和像散式的探頭進行光學校正(如圖三),而我也幫忙設計了一些零件。另一個大行程的致動器則是我協助學長一起組裝,從固定壓電塊和磁鐵到佈線、安裝encoder(如圖四),我還接了一個利用Arduino控制的鋸齒波產生器。

 光學校正平台


組裝過程中的試驗

 

心得:


    真的很感謝廖先順教授和學長們提供我的這個機會,讓我可以有一些實務的經驗,也讓我對日後可能要接觸到的領域有更進一步的認識。當初我在機械工程實務負責設計車架,我們組的要求是只要車子不會散架就好,設計過程相對容易。但是在這裡我學習到了許多眉眉角角,在設計時還要先想清楚到時候師傅要如何加工,螺絲選擇、餘隙配合等,這些之前從來沒考慮過的細節都很重要。雖然這些聽起來都是些很基本的東西,但卻是我以往從未想過的。另外,這也是我第一次將自己設計的零件實際製造出來,也在中研院的精工室(就是他們的機械工廠)有了加工的經驗。除此之外,之前還協助拆了一台價值幾百萬的儀器,我想這大概是我人生中破壞過最貴的東西吧!Art editor Img

 

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