到達目標
1. ロボットアームの静力学・動力学について説明できる
2. ロボットアームの制御法を説明できる
3. メカトロニクスシステムに用いられる機械要素に関する知識を習得する
4. 機械製図の基礎知識を習得する
ルーブリック
| 理想的な到達レベルの目安 | 標準的な到達レベルの目安 | 未到達レベルの目安 |
評価項目1 | 静力学と動力学の計算ができる。 | 静力学と動力学の違いが説明できる。 | 静力学と動力学の違いがわからない。 |
評価項目2 | PID制御やインピーダンス制御について説明でき、ロボットアームの制御ができる。 | PID制御やインピーダンス制御について説明できる。 | PID制御やインピーダンス制御について説明できない。 |
評価項目3 | メカトロニクスシステムに用いられる代表的な機械要素の特徴を説明できる。 | メカトロニクスシステムに用いられる代表的な機械要素を挙げることができる。 | メカトロニクスシステムに用いられる代表的な機械要素を挙げることができない。 |
評価項目4 | 機械製図の基礎知識を習得し、図面を描くことができる。 | 機械製図の基礎知識を習得している。 | 機械製図の基礎知識を習得していない。 |
学科の到達目標項目との関係
教育方法等
概要:
ロボティクスは幅広い分野に関連しており、特に電子制御工学科で学ぶ学問分野は全てロボットに関わると言っても過言ではない。2年生の開講科目である「ロボット工学基礎」も含め、ロボットを設計・制御するために必要な知識を学ぶと同時に、機械工学・電気電子工学・制御工学・情報工学等、本学科で学ぶ全ての教科とのリンクをとり、高学年科目の意義を認識させることが本科目の方針である。特に本科目では、ロボットの機械的構成要素や、運動制御・解析技術を取り上げ、数学・機械工学・制御工学・プログラミング科目との連携を意識する。
授業の進め方・方法:
講義と演習による。教科書やノート、配布資料などを参考に事前学習を行っておくこと。また講義中に様々な関連するキーワードを紹介する。教科書やインターネット上の情報も参照しながら科目間のリンクを意識してほしい。本科目は皆さんがこれまで習ってきた・これから習う科目全て(物理・数学・専門科目)が広く関連する。
注意点:
本科目の特性上、3年生の時点で履修していない基礎事項を多く含む。もちろん必要な事項は講義中に説明するが、必要であれば該当科目の教科書を参考にして自学自習で習得してほしい。また、内容の定着を図るため、演習を多く行う。必ず自分の力で解き、数学もプログラミングもツールとして身につけてほしい。
本科目の区分
Webシラバスと本校履修要覧の科目区分では表記が異なるので注意すること。
本科目は履修要覧(p.9)に記載する「④選択科目」である。
授業の属性・履修上の区分
授業計画
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週 |
授業内容 |
週ごとの到達目標 |
前期 |
1stQ |
1週 |
ロボットアームの静力学と動力学(1)モデリングとは |
1
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2週 |
ロボットアームの静力学と動力学(2)直流モータ系のモデリング |
1
|
3週 |
ロボットアームの静力学と動力学(3)微分方程式とその数値解法 |
1
|
4週 |
ロボットアームの静力学と動力学(4)ニュートンの運動方程式 |
1
|
5週 |
ロボットアームの静力学と動力学(5)回転の運動・静力学 |
1
|
6週 |
ロボットアームの静力学と動力学(6)ラグランジュの運動方程式 |
1
|
7週 |
中間試験 |
1
|
8週 |
試験返却 |
1
|
2ndQ |
9週 |
ロボットアームの静力学と動力学(7)2軸ロボットアームの運動方程式 |
1
|
10週 |
ロボットアームの制御(1)フィードバック制御とは,ラプラス変換,PID制御とは |
2
|
11週 |
ロボットアームの制御(2)PID制御におけるそれぞれの制御器の役割とパラメータ調節法 |
2
|
12週 |
ロボットアームの制御(3)計算トルク法 |
2
|
13週 |
ロボットアームの制御(4)力制御 |
2
|
14週 |
ロボットアームの制御(5)インピーダンス制御 |
2
|
15週 |
期末試験 |
1,2
|
16週 |
試験返却と解説 |
1,2
|
後期 |
3rdQ |
1週 |
ロボットの機械要素(1)固定要素・回転要素 |
3
|
2週 |
ロボットの機械要素(2)運動の伝達要素 |
3
|
3週 |
ロボットの機械要素(3)材料強度 |
3
|
4週 |
ロボットの機械要素(4)材料強度(つづき) |
3
|
5週 |
ロボットの機械要素(5)材料強度(つづき) |
3
|
6週 |
ロボットの機械要素(6)2軸ロボットアームの設計 |
1,2,3
|
7週 |
中間試験 |
3
|
8週 |
試験返却と解説 |
3
|
4thQ |
9週 |
ロボットの機械要素(7)機械製図の基礎 |
4
|
10週 |
ロボットの機械要素(8)機械製図の基礎(つづき) |
4
|
11週 |
ロボットの機械要素(9)2軸ロボットアームの設計 |
1,2,3,4
|
12週 |
ロボットの機械要素(10)2軸ロボットアームの設計 |
1,2,3,4
|
13週 |
ロボットの機械要素(11)2軸ロボットアームの設計 |
1,2,3,4
|
14週 |
ロボットの機械要素(12)2軸ロボットアームの設計 |
1,2,3,4
|
15週 |
期末試験 |
1,2,3,4
|
16週 |
試験返却と解説 |
1,2,3,4
|
モデルコアカリキュラムの学習内容と到達目標
分類 | 分野 | 学習内容 | 学習内容の到達目標 | 到達レベル | 授業週 |
評価割合
| 試験 | レポート・設計 | 合計 |
総合評価割合 | 60 | 40 | 100 |
基礎的能力 | 0 | 0 | 0 |
専門的能力 | 60 | 40 | 100 |
分野横断的能力 | 0 | 0 | 0 |