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長庚大學 機械工程學系 李德美所指導 劉恆愷的 模組球型關節應用於內視鏡手術工具固定器之設計 （2014），提出水龍頭萬用轉接頭關鍵因素是什麼，來自於球接頭、模組化、輔助手臂、創新設計、內視鏡手術工具。
模組球型關節應用於內視鏡手術工具固定器之設計
為了解決水龍頭萬用轉接頭 的問題，作者劉恆愷 這樣論述：
目 錄指導教授推薦書口試委員審定書誌 謝 iii中文摘要 ivAbstract v目 錄 vi圖目錄 viii表目錄 xiii第一章 緒論 11-1 研究動機 11-2 機構設計 21-3 微創手術 51-4 研究規劃 6第二章 文獻回顧 82-1 球面接觸設計 82-2 非球面接觸設計 182-3 文獻總結 22第三章 概念設計 243-1 設計方法 243-2 設計需求 253-3 CAD 設計 253-4 模組化球接頭機構之運動模擬
353-5 氣壓缸選配 39第四章 結果與討論 434-1 球接頭模組之荷重計算分析 434-2 球接頭模組化之工作空間分析 544-3 連桿模組自由度分析 56第五章 結論 58參考文獻 60(附錄 A) 64(附錄 B) 67(附錄 C) 78圖目錄圖1-1機構與機械的組成關係 2圖1-2置換模組示意圖 4圖2-1 Kok-Meng Lee’s三自由度萬向接頭球型機構 8圖2-2 Yong Zhang’s改良式並聯機構 9圖2-3 Mark L. Guckert’s三自由度球型接頭 9圖2-4 Nevan C. Hanumara’s新
型設計 10圖2-5 Doru Talaba’s球接頭分析 10圖2-6 Michael Weyrich’s球型接頭原型 11圖2-7 Dan Wang’s改良設計 12圖2-8 Bonnell’s手術輔助工具支撐架 12圖2-9李乾坤之手臂定位架 13圖2-10王任昌之雙球接頭活動管 14圖2-11 Jochen Stefan’s手術輔助器械 14圖2-12周仁明之照明裝置轉向機構 15圖2-13林伯恒之分節式擺動燈具 16圖2-14吳明昌之定位之鎖緊機構 16圖2-15陳文斌之水龍頭出水口之結構 17圖2-16 B.
Braun手術器械支撐機構 17圖2-17 Clement M. Gosselin’s三自由度球型機構構造圖 18圖2-18 Li-Jie Zhang’s二自由度球型並聯機構 18圖2-19 Mitchell J. H. Lum’S微創手術設備 19圖2-20二自由度球型並聯機構 19圖2-21二自由度球型並聯機構 20圖2-22三自由度模型配置圖 20圖2-23邱敬軒之眼球之機構 21圖2-24等速萬向接頭機構 21圖3-1設計流程圖 24圖3-2機構本體CAD圖 26圖3-3肘節機構示意圖 27圖3-4夾持機構端組合圖
27圖3-5夾持機構爆炸圖 28圖3-6連桿模組爆炸圖 29圖3-7連桿模組-氣壓缸(輸入)組件爆炸圖 30圖3-8連桿模組-輸出組件爆炸圖 31圖3-9圓球座(205)設計搭配圖 32圖3-10圓球蓋(207)設計搭配圖 32圖3-11夾爪端組合圖 33圖3-12直線機構一般化鏈 33圖3-13夾爪端爆炸圖 34圖3-14夾持機構閉合運動示意圖 36圖3-15夾持機構開合運動圖 36圖3-16活動連桿端運動圖 37圖3-17球頭之旋轉角度運動圖 38圖3-18機械手夾爪端開合狀態 38圖3-19機械手
夾爪端閉合狀態 39圖3-20 PMCJT系列氣壓缸 40圖3-21 PJ2系列氣壓缸 40圖3-22氣壓設計迴路圖 42圖4-1夾持力分析示意圖 43圖4-2緊迫推板力學分佈圖 44圖4-3摩擦塊力學分佈圖 46圖4-4荷重分析力學分布示意圖 50圖4-5荷重分析力學分布簡化圖 50圖4-6機構之一般化鏈 55圖4-7笛卡爾座標圖 55圖4-8機構前視圖之工作空間 56圖4-9連桿模組桿件與接頭分布圖 57圖3-12夾持機構閉合運動示意圖 72圖3-13夾持機構開合運動圖 72圖3-14活動連桿端運動圖
72圖3-15球頭之旋轉角度運動圖 72圖3-16機械手夾爪端開合狀態 72圖3-18氣壓設計迴路圖 73圖4-1夾持力分析示意圖 73圖4-4荷重分析力學分布示意圖 74圖4-5荷重分析力學分布簡化圖 74圖4-6機構之一般化鏈 75圖4-9連桿模組桿件與接頭分布圖 75 表目錄表1-1常使用接頭表 3表1-2傳統手術與微創手術之差異 6表2-1球面接觸機構與非球面接觸機構優點與限制比較 23表3-1夾持機構零件表 28表3-2連桿模組-氣壓缸(輸入)組件零件表 30表3-3連桿模組-輸入組件零件表
31表3-4夾爪端零件表 35表3-5 PMCJT系列氣壓缸規格表 40表3-6 PJ2系列氣壓缸規格表 41表3-7 FV403-03足踏閥系列規格表 41