i逢甲大学自动控制工程学系

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1、逢甲大學自動控制工程學系畢業專題報告以MAPLE為平台製作凸輪動畫設計ComputerAnimationofCamUsingMaple指導教授:林南州學生:許宗棋、陳冠達中華民國九十一年六月iii感謝感概時光飛逝，想當初剛剛開始決定著手研究專題，到現在已經過了半年多了，從對一個完全陌生的軟體Maple，及對凸輪的些許瞭解，到現在一個完整且實用的程式被創造出來，心中真的感動真是難以言喻，當然不能忽略的是我們的指導老師－林南州老師。因為有老師的幫忙，這次的專題才能得以順利的完成，在這邊我想除了感謝還是感謝吧！還有

2、其他評審委員的蒞臨指導也都在此致上最高的謝意。iii中文摘要本專題是取機動學中的凸輪來作為研究題材，我們的目的是以電腦來輔助我們設計出凸輪在電腦中運動模擬狀態。在專題的撰寫過程中，可分為三個重要部份，第一部份為凸輪數學公式的推導，第二部份為利用結果來進行程式的撰寫，第三部份為程式的完成。我們是利用MAPLE來進行編寫，而程式也在MAPLE的環境中執行，MAPLE具有視窗功能，可使使用者操作更容易，最後附贈說明本程式，載入Maple的方法的磁片一片。ivAbstractThisseniorprojectisto

3、usecomputesimulationtoaccomplishanalysisandsynthesisofCam.Theobjectofthesefocusesonthreemajorparts：thefirstoneistoestablishthemathematicaloftheCam;anotherisusingtheresulttodevelopourprogram：theotheristofinishourprogram.WeuseMapletodevelopourprogram.Inadditi

4、on,theversionweuseisprovidingwindowsdialoguefunctionforeasyoperation.Finally,wehavefilestoexplainingourobject、thewayofloadingfilesinMaple.v目錄第1章前言⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯1第2章凸輪機構解說⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯22.1凸輪的基本介紹⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯22.2凸輪運動的種類⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯

5、⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯32.3位移圖⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯4第3章平面凸輪⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯63.1平面凸輪各部分名稱介紹⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯63,2壓力角⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯7第4章凸輪運動⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯84.1等速運動⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯84.2修正等速運動⋯⋯⋯⋯-⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯94.3簡諧運動⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯

6、⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯104.4擺線運動⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯‥144.5拋物線運動⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯18第5章凸輪公式的推導⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯245.1.凸輪外型公式原理⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯245.2常用的從動件路徑函數⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯255.3從動件路徑函數推導⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯26vi5.4使用軟體(MAPLE)介紹⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯

7、⋯⋯⋯⋯295.4.1Maple的操作介面⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯295.4.2Maple的基本指令⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯305.4.3Maple的繪圖指令⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯31第六章程式範例⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯356.1﹒範例一簡諧運動⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯356.2範例二:擺線上升(o‥Pi)擺線下降(O‥2*Pi)⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯396.3範例三:四段運動⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯41第7章結論⋯⋯⋯

8、⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯44參考文獻⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯45vii表目錄表5.1從動件路徑公式⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯25表5.2Maple的基本指令⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯30表5.3Maple的符號的程式碼⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯31表5.4Maple的繪圖指令⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯32表5.5Ma