李尚元
國立宜蘭高級中學 學生
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摘要
平行四連桿，因其運動軌跡簡單，廣泛應用於機械手臂上。在機構的相關樞軸上，若掛載橡皮筋，通常以可減少轉動所需的力矩輸出。依據橡皮筋掛載方式，主要可以分為兩點式與三點式。
本研究是以實驗輔助分析，探究橡皮筋對於平行四連桿所施垂直分力與角度的關係，再透過數據歸納，得知各參數與系統之關係，並討論其應用價值。本實驗由架設器材進行模擬，以改變掛載方式為操縱變因，觀察量測其負重與角度，進而推算所施垂直分力。
經由分析，可得負重與角度關係圖。在二維旋轉的直角座標系中，改變上方連桿吊掛點x 方向大小，主要影響截距；改變上方連桿吊掛點y 方向大小，則主要影響斜率。此外，比較兩點式與三點式兩種掛載方式，在負重與角度關係圖的變化趨勢，前者呈現線性，後者呈現曲線變化。此外，三點式在實驗中表現出較高應用價值。
此研究所探討，可應用於減少電動機於機械臂上之耗能，以及無動力人體外骨骼上，達到省力節能的作用。
關鍵字：平行四連桿、省力機構、橡皮筋