ロボットデザイン｜シラバス情報

授業コード

520490

オムニバス

○

科目名

ロボットデザイン

科目名（英語）

Robot Design

配当学年

3年

単位数

2.00単位

年度学期

2025年度秋学期

曜日時限

金曜1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、安原　鋭幸、宮川　豊美

教室

3-322

実務家教員担当授業

担当教員の宮川は、ロボット・メカトロニクスの機構設計に係わる研究開発等の実務経験がある。その経験
を活かし、ロボットの機構設計とその制御法に関しての実例を授業で扱っている。　

授業の目的と進め方

ロボットをデザインする（設計する）ために必要な、ロボットの材料、運動・力学についての基本的な知識を修得するとともに、これら知識を用いたロボットの設計ができるようになることを目的とする。
そのため、①ロボットの設計、②ロボットの材料、③ロボットの運動・力学　の3つのテーマに分け、それぞれのテーマに対して、それを専門とする3名の教員が担当する。

達成目標１

必要とする機能・性能を満たすロボットのデザイン（設計）ができるようになる。【40％】

達成目標２

機械材料に関する解析を行い、結果をどのように活用するかを理解できる。【30%】

達成目標３

リンク機構の力学解析、ロボットの運動解析の基礎問題の計算ができる。【30％】

達成目標４

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（担当全教員）

［予習］
機械工学概論、材料科学、機構学、の授業の内容を復習しておく。（1時間）
［復習］
ガイダンスの内容から、必要とされる、材料力学、機構学だけでなく、数学やプログラミング言語について見直す。（1時間）

第２回

ロボットをデザインすることの意味
（担当：樋口）

［予習］
「デザイン」、「ロボット」、の二つの用語の定義を調べると同時に、自分のなりの定義を考える。（1時間）
［復習］
ロボットをデザインすることの意味を理解し、自分が開発したいロボットを具体的に考え、その機能・性能を定性的かつ定量的にまとめる。（1時間）

第３回

ロボットのデザインのプロセス
（担当：樋口）

［予習］
ロボット以外の工業製品の設計のプロセス（設計手順）を調べる。（1時間）
［復習］
ロボットのデザインプロセスに従い、開発したいロボットに対して、デザインを行う。（1時間）

第４回

ロボットのデザインの特殊性
（担当：樋口）

［予習］
ロボットと他の工業製品との違いを調べると同時に自分なりに考えて表に整理する。（1時間）
［復習］
ロボットデザインの特殊性を理解したうえで、改めて、自分の開発したいロボットの設計をやり直す。（1時間）

第５回

ロボットデザイン演習
（担当：樋口）

［予習］
自分が最も素晴らしいと評価する既存のロボットについて、機能・性能を調べて表にまとめる。（1時間）
［復習］
自分の開発したいロボットの設計を終えると同時に、予習で調べたロボットと、自分の設計したロボットとの比較を行う。（1時間）

第６回

部材の応力解析（１）
（担当：安原）

［予習］応力解析の事例を調べて、手順と内容を大まかに理解してくること（1時間）
［復習］講義で説明した内容をもとに応力解析を行う部材の形状と荷重のかかる状態を略図に記載しておくこと（1時間）

第７回

部材の応力解析（２）
（担当：安原）

［予習］"離散化"について概要と方法を調べてくること。3DCADで解析する部材のモデリングをできるようにしておくこと（1時間）
［復習］解析結果をどのように利用するべきかを考える（1時間）

第８回

伝熱解析
（担当：安原）

［予習］C言語のプログラムの流れを調べ、特に「配列」を理解してくること。（1時間）
［復習］パラメータを変化させて計算を行い、結果がどのように変化しているか確認すること。（1時間）

第９回

材料の異方性の把握
（担当：安原）

［予習］"異方性"について調べ、どのような材料が異方性を持つかを理解してくること（1時間）
［復習］異方性により各種物性に差が生じる理由を考える（1時間）

第10回

リンク機構の力学解析（１）静力学解析の基礎
（担当：宮川）

［予習］］テキスト／参考図書等から力の釣り合いついて調べること（１時間）
［復習］リンク機構の力学解析の基礎ついて復習すること（１時間）

第11回

リンク機構の力学解析（２）力学解析の基礎的な演習
（担当：宮川）

［予習］テキスト／参考図書等からフリーボディダイアグラム、仮想仕事を調べること（１時間）
［復習］リンク機構の力学解析の基礎的な解析法を復習すること。（１時間）

第12回

ロボットの運動解析（１）平面ロボット機構の運動解析
（担当：宮川）

［予習］テキスト／参考図書等から位置・姿勢の座標変換を調べること（１時間）
［復習］平面ロボット機構の運動学（順／逆運動学）を復習すること（１時間）

第13回

ロボットの運動解析（２）シリアル機構先端の軌道解析の演習（担当：宮川）

［予習］テキスト／参考図書等からヤコビ行列を調べること（１時間）
［復習］シリアル機構先端の軌道解析の数値計算法を復習すること（１時間）

第14回

まとめ・振り返り（担当全教員）

［予習］
今までの授業資料やノートを読み返して、自分の苦手を把握する。（1時間）
［復習］
振り返りで、修得が不十分だと感じた内容について、授業資料とノートの再読をするとともに、演習問題や課題をやり直す。（1時間）

課題等に対するフィードバック

【宮川】提出された課題についての要点を授業内で解説する。
【樋口】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。　
【安原】提出された課題について、次回の授業の冒頭で解説する。最終課題は第14回目に解説を行う。

評価方法と基準

課題演習で評価する。提出された課題については要点を解説する。
3名の教員が担当するので、全教員の評価が合格点であることが、授業の合格条件（C評価：60点）となる。つまり、３名の教員の評価の平均が合格点(60点)以上であっても、1名でも教員の評価に不合格(60点未満)があれば不合格となる。
各教員の評価は、各教員が課す複数の課題の評価を総合して60点以上となれば合格（C評価）となる。

テキスト

・『JSMEテキストシリーズ　機構学』　日本機械学会（2007年）[ISBN：978-4-88898-167-5]
・園山隆輔　『ロボットデザイン概論』　マイナビ出版 (2016年)　［ISBN： 978-4839956769］

参考図書

・鈴森康一　『ロボット機構学』　コロナ社（2004年）[ISBN：4-339-04571-3]
・細田　耕　『実践ロボット制御』　オーム社（2019年）[ISBN：978-4-274-224430-0]

科目の位置づけ（学習・教育目標との対応）

「機械工学概論」、「ロボット機構学」、「材料科学」、「設計製図」、と続く、ロボットの運動学、力学、および設計に関する一連の科目の最終的なまとめの授業である。　

履修登録前の準備