Abstract
在機械工業所使用的機構中，連桿機構由於具備構造簡單、成本低廉、製造容易等優點，故在進行機構設計時，常被當作最先考慮的對象。再加上近年來計算機的蓬勃發展，使得利用電腦來進行連桿機構的分析與合成，成為現今最具經濟效益的設計方法。進行機構設計時，常以所謂的機械利益(Mechanical Advantage, MA)作為評估此機構設計得好或不好的標準。而且通常希望所得到的機械利益越大越好。那麼是否存在機械利益為無限大的機構呢？肘節機構( Toggle Linkage Mechanism )就是其中之一。正由於肘節機構具備此種特性，所以在需要極大的機械利益的場合或是在必須抵抗巨大的外界衝擊的情況下，設計工程師首先常會採用肘節機構。本文鑒於肘節機構有著廣泛的實用價值，同時又由於連桿機構是難設計、易抄襲的機構類型之一。一直以來未有一套迅速、完整而且正確的電腦輔助設計工具可以供設計工作者使用。乃結合肘節位置的判定準則及解答平面 (Solution Plane)的理論，輔以現代計算機高速運算的特性，發展一套專用於肘節機構合成的電腦輔助設計軟體。以協助工業設計者進行方便、快捷而且合乎要求的尺寸合成(Dimemsional Synthesis)工作。本文之目的在於提出一套能快速而有效地合成在特定位置具有肘節構形的連桿機構之電腦輔助合成方法。首先，說明肘節機構的特性，並介紹有關肘節構形的各種判定準則。接著，建構一套有關滑塊連桿機構的合成模式，並利用此模式配合對於肘節構形的判定準則合成出在特定位置具有肘節構形的滑塊連桿機構。然後，利用解答平面上特性曲線的幾何理論合成出在特定位置具有肘節構形的平面四連桿機構。最後，應用本文所發展的合成方法針對實際生活中已有使用的肘節機構嘗試提出改善的方向，或能合成出新型的機構。A new method of designing toggle mechanisms based on planarfour-bar linkages and slider- crank linkages is discussed.Previously it has been shown that all of the potentialsolutions to a given synthesis problem may be represented in asolution plane. Three precision positions of input and outputbar and singular configuration have been used as constraintsfor generating this plane which can be subdivided intomechanism types, then the feasible regions on the plane can befound. Characteristics such as branch defect and mechanicaladventage must be also considered. The techniques for automaticsynthesis have been implemented in an interactive computerprogram. A numerical example of applying the program to anactual toggle mechanisms problem is provided to illustrate theprocedure in detail.