ロボット機構学｜シラバス情報

授業コード

510329

オムニバス

科目名

ロボット機構学

科目名（英語）

Robotic Mechanisms and Kinematics

配当学年

2年

単位数

2.00単位

年度学期

2025年度春学期

曜日時限

月曜4限

対象学科

先_ロボ

コース

科目区分

専門科目

必選の別

選択科目

担当者

樋口　勝

教室

5-601、5-602

実務家教員担当授業

授業の目的と進め方

ロボット機構の運動解析を、３DCADあるいはC言語プログラムによる数値解析により行うことができるようになると同時に、その結果をグラフソフトを用いて表現・評価することができるようになることを目的とする。

達成目標１

ロボット機構の運動解析を行うC言語プログラムを作成できる【25%】

達成目標２

３DCADを用いて、ロボット機構モデルを作成し、運動シミュレーションを行うことができる【25%】

達成目標３

グラフソフトを用いて、解析結果を適切に表現することができる【25%】

達成目標４

ロボット機構の運動・制御に関する解析を行うことができる【25%】

達成目標５

達成目標６

達成目標７

アクティブラーニング

ディスカッション

ディベート

グループワーク

プレゼンテーション

実習

○

フィールドワーク

その他課題解決型学習

授業計画

授業時間外課題（予習および復習を含む）

第１回

ガイダンス（講義）
授業計画・成績評価・使用するソフトウェアの説明

復習
授業で使用するソフトウェアをインストールする（3時間）

第２回

C言語を用いた数値計算（講義・演習）

予習
Webページを参考にしてC言語開発環境の基本操作を行えるようにしておく（1時間）

復習
課題を行う
C言語を用いて作成したプログラムを用いて数値計算する。（1時間）

第３回

グラフ作成ソフトを用いたグラフの作成（講義・演習）

予習
Webページを参考にしてPlots32の基本操作を行えるようにしておく（1時間）

復習
課題を行う
前回C言語を用いて作成したプログラムを用いて数値計算した結果をPlots32を用いてグラフ化する。（1時間）

第４回

並進運動系の動力学解析（講義）

予習
テキスト第2.1節並進系の力学（P.14〜P.20）を読んでおく。（1時間）

復習
課題を行う
並進系の運動方程式を解き、その結果の運動をフラフ化する。（1時間）

第５回

オイラー法を用いた数値積分による並進運動系の動力学解析（講義・演習）

予習
オイラー法を用いた数値積分方法を調べておく。（1時間）

復習
課題を行う
並進系の運動方程式を解き、その結果の運動をフラフ化する。（1時間）

第６回

回転運動系の動力学解析（講義）

予習
テキスト第3.1節回転系の力学（P.30〜P.34）を読んでおく。（1時間）

復習
課題を行う
回転系の運動方程式を解き、その結果の運動をフラフ化する。（1時間）

第７回

オイラー法を用いた数値積分による回転運動系の動力学解析（講義・演習）

予習
並進運動系と回転運動系の違いを理解しておく。（1時間）

復習
課題を行う
回転運動系の運動方程式を解き、その結果の運動をフラフ化する。（1時間）

第８回

P制御を行う並進系および回転系の動力学（講義）

予習
テキスト第2.2節並進運動におけるP制御（P.20〜P.24）を読んでおく。（1時間）

復習
課題を行う
並進系に対してP制御を行った場合の動力学解析プログラムを完成させる。（1時間）

第９回

P制御を行う並進系および回転系の動力学解析（講義・演習）

予習
フィードバックゲインを容易に変更できるプログラムを作成しておく（1時間）

復習
課題を行う
並進系に対してP制御を行った場合の動力学解析を行い、異なるフィードバックゲインを用いた運動の運動をそれぞれフラフ化する。（1時間）

第10回

PD制御を行う並進系および回転系の動力学解析（講義・演習）

予習
テキスト第2.3節並進運動におけるPD制御（P.24〜P.28）を読んでおく。（1時間）

復習
課題を行う
P制御を行った場合と、PD制御を行った場合の運動を解析し、それぞれグラフ化すると同時にその結果を考察し、それぞれの特徴を述べる。（1時間）

第11回

３DCADを用いたロボットアームのモデルの作成（講義・演習）

予習
３DCADソフトの基本的な使用方法を復習しておく。（1時間）

復習
課題を行う
３DCADを用いてロボットアームのモデルの作成する。（1時間）

第12回

３DCADを用いたロボットアームの運動シミュレーション（講義・演習）

予習
３DCADソフトの基本的な使用方法を復習しておく。（1時間）

復習
課題を行う
３DCADを用いてPD制御を行った場合のロボットアームの運動シミュレーションを行う。（1時間）

第13回

運動曲線（カム曲線）（講義・演習）

予習
運動曲線（カム曲線）の種類と特徴について調べる。（1時間）

復習
課題を行う
運動曲線を用いた直線運動の目標運動を作成する（1時間）

第14回

数値解析と３DCAのシミュレータを用いた2リンクアームの逆運動学（講義・演習）

予習
テキスト第5.3節逆運動学（P.53〜P.56）を読んでおく。（1時間）

復習
課題を行う
運動曲線を用いた直線運動を行う場合の2リンクアームの各関節の運動を数値解析、３DCADのそれぞれを用いて行いそれぞれフラフ化する。（1時間）

課題等に対するフィードバック

課題はTeamsに提出してもらいルーブリックに従い採点する。採点結果はTeamsの課題機能を用いて学生に通達するとともに、問題のある部分の指摘を行う。さらに、次回の授業において、正答率の低い課題については解説を行う。

評価方法と基準

毎週の課題60点 + 期末試験40点　の合計で評価する。
合計点が60点以上で合格（C評価）となる。

テキスト

適宜配布する

参考図書

木野　仁　『イラストで学ぶロボット工学』　講談社　（2017年）　[ISBN-13: 978-4061538344]　

科目の位置づけ（学習・教育目標との対応）

「制御工学I・II」、「CAD/CAM/CAE」、「設計製図」、「ロボットデザイン」と続く、ロボットの運動学、力学、および制御に関する一連の科目の導入科目である。

履修登録前の準備

「CAD演習」、「プログラミング言語」、「物理I」を履修・修得し、その内容を復習しておくこと。