2007年3月8日 星期四

b94611021 張淳皓
題目一
人體上的動關節就作動形式可分類成下圖:
關節分類圖
上排由左至右分別是
 球窩關節 (Articulatio spheroidea):如肩關節,髖關節;可以各向運動,除三維的轉動,其他方向的力都被限制,由課本第三章表3.1得知,此為球結
 橢圓關節 (Articulatio ellipsoidea):例如寰椎和顱骨之間的關節與球窩關節類似,但在橢圓軸方向的轉動有程度的限制,由課本第三章表3.1得知,此較類似圓柱對
 鞍狀關節 (Articulatio sellaris):如大拇指與掌骨的連接;僅可向兩方向轉動
下排由左至右分別是
 屈戌關節 (Ginglymus):只有一條運動軸,只能做屈伸,例如肘關節(如鉸鏈比較),僅可做單軸轉動有五個限制,另外由課本第三章表3.1可得知,此種關結為旋轉結,連結度為1
   手肘屈伸影片
  伏地挺身人體透視
 車軸關節 (Articulatio trochoidea ):如尺橈二骨之間的關節,為單軸轉動

 在此我以腿及臀部關節的連動情形做分析,當一個人舉重物並由蹲下到站起的過程中,人的腳掌為固定點,小腿骨為固定桿,腳跟、膝蓋及臀部皆為R型旋轉對,當人要站起時,由大腿前側肌及小腿後側肌收縮提供站起的動力,由影片即可觀察到,在站立及蹲下時,腳掌處因為接地點故不移動,僅靠腳跟、膝蓋及臀部的關節旋轉達成蹲下或站立的動作。

題目一參考資料
wikipedia
youtube

題目二
由課本圖1.2可得知任何機構設計所牽涉的流程主要為
        機器設計
1設定工作目標     1靜態受力分析
2建立性能規格表 →運動→2負荷尺寸設計
3腦力激盪    ←狀態←3動態特性分析
4運動尺寸之合成    4機械之平衡分析
  機構合成
  機構設計
       
再由課本圖1.3之設計流程之說明可知一創造和發明的合理步驟,主要是由
1.前置準備:分析問題需求、背景研究、訂定具體目標及性能規範
2.機件規劃:設計機構、分析結構應力及材力分析
3.製作及改良:藉由不斷的試作品來調整機構的設計
4.量產規劃:替成品定出低成本的量產規劃
  再此我以創造飛行器為例,當工程師想要製作一台飛行器時,他會經歷以下步驟
1.前置準備:
   早期工程師藉由分析已知的自然飛行物,鳥類、昆蟲,來得到飛行器的靈感。
   近代工程師利用已知的基礎科學,如:百努力方程式、流體力學、機動學,來設計出理論上可行的飛行器外觀
2.機件規劃:
   早期的工程師藉由模仿鳥類設計出藉由人力驅動的仿鳥型飛行翼
   近代工程師利用已知的基礎科學及電腦模擬軟體的協助,設計出具流線形外觀及有廣大側翼的飛行器
3.製作及改良:
   早期的工程師經過無數次不斷的試飛,依照經驗改良飛行器,設計出滑翔翼
   近代的工程師藉由材料科學的輔助,得以找尋輕而具強度的材料,再透過機構的分析來確立其可行性,無數次的試飛也能累積經驗,製作出能運載大量乘客的客機
4.量產規劃:
   工程師藉由規格化的設計成品,來達到大量生產的目的。

題目三
  程式碼
M=(21)+10;
x=1:1:10;
y=x.^(1/M);
plot(x,y);
xlabel('x');
ylabel('Y=x^(1/M)');
title('M=(21)+10');
圖表連結