成功大学典范传承~讲座教授的故事.PDF

成功大學 典範傳承 ~ 講座教授的故事 我的「機構概念設計法」研發歷程 My Research Journey on Developing The Methodology for Conceptual Design of Mechanisms 顏 鴻 森 成功大學講座/機械系教授 Hong-Sen Yan University Chair Professor Department of Mechanical Engineering, National Cheng Kung University 1, University Road, Tainan 70101, Taiwan 我的教學專長為有關機械如何產生必要運動的機構學(Mechanism) ，研究專長則為機構 設計 (Mechanism Design) ，例如飛機起落架、車輛變速器、工具機自動換刀裝置等的設計。 1969 年就讀大學後，以機動學和機械設計為學習重點；1976 年出國攻讀碩士和博士學位， 以機構設計為主修。1980 年返臺任教迄今，無論是授課教學、學術研究、或是產學合作， 皆以機構設計為主，尤其是「機構概念設計 (Conceptual design of mechanisms) 」或稱「創意 性機構設計(Creative mechanism design) 」。 本文說明自 1980 年以來，筆者與「機構概念設計」這個研究主題結緣的思路背景、 研發歷程、學術內容、成果應用、及心得感言。 求學工作思路緣起 1969 年 10月成為機械系新生後，即到圖書部翻閱必修課教科書，發現大二的「機動 學」與大三的「機械設計原理」，對剛從高中畢業的我而言，比較容易直接瞭解，且內容 較具應用性，因此選擇以機動學和機械設計領域的課程為主修。 1973 年06月獲得學士學 位時，並無攻讀研究所的想法，也未曾有過出國留學的念頭，只是期待退伍後在工業界從 事有關機械設計的工作。 1973 年07月，我利用 10月入伍服預官役前的空檔，應聘至位於彰化縣大村鄉之正新 橡膠工業公司從事輪胎機械的設計工作。當時有一部腳踏車外胎包裝機，因成本考量而將 進口的塑膠捲換成台製品，然而機器運轉時國產膠捲會塑性變形，必須針對此機器進行設 計變更。該機器的核心裝置是個空間機構，停機不動時難以確定其運作方式，運轉時更無 法了解機件間的相對運動；這對在大學時期號稱專攻機械設計的我而言是個打擊，相當納 悶為什麼連分析現有的設計都不會，更不用說改進與創新 了。 入伍後經常在想這個問題，且百思不得其解。1974 年04月趁休假返回成功大學機械 系請教師長後才知道，原來大二所修讀的機動學僅講授平面機構的分析，未涉及機構的合 成與設計 ，更無機器動力學的內涵，所以沒有足夠的專業知識針對該機器進行分析與改進 設計。此外，當時國內大學的機械研究所並無設計組，亦無教授開授與機構設計相關的系 列課程，因此腦海中首度浮現出國攻讀碩士學位的念頭。 1975 年08月退伍返回彰化市老家時，接到位於臺 北市之中國技術服務社中技社( 的工) 作徵詢函，隔週即前往上班任職機械工程師，先後參與南斯拉夫煉鋼廠副產品加工廠的管 路設計以及中油桃園南崁煉油廠建廠管路的設計變更。雖然工作相當充實，但 1975 年 10 月在友人的鼓勵下，出國念書、學習機構設計的想法又再度浮現，隨後順其自然地報考 TOEFL 和 GRE ，但申請學校的要件是該校的機械研究所須有設計組、開授機構設計相關 課程；當時美國大學機械研究所的設計專業屬冷門領域，具此要件的學校少之又少。 1976 年06月，好不容易接到肯塔基大學(University of Kentucky)的入學許可及其機械研究所提 1 供全額獎學金的通知。 1976 年08月到肯塔基大