メカトロニクス概論

科目基礎情報

学校 釧路工業高等専門学校 開講年度 令和07年度 (2025年度)
授業科目 メカトロニクス概論
科目番号 0032 科目区分 専門 / 必修
授業形態 講義 単位の種別と単位数 学修単位: 2
開設学科 情報工学分野 対象学年 2
開設期 後期 週時間数 2
教科書/教材 自作テキスト・プリントを配布する
担当教員 前田 貴章

到達目標

・電気・電子工学の基礎を理解し,センサー・コンピューター・アクチュエーターの 種類と働きを説明できる。
・機械工学の基礎を理解し,機械における機構・対偶・連鎖と,その運動を説明できる。

1. 電気回路や電子回路に用いる回路素子を説明できる。
2. メカトロニクスを学ぶにあたって重要な,コンピューター・センサー・アクチュエーターの種類と働きを説明できる。
3. 機械の運動や機構(メカニズム)を図を用いて説明することができる。

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抵抗・コイル・コンデンサ,ダイオード・トランジスタの用途を説明し,回路に流れる電流や電圧を計算できる。抵抗・コイル・コンデンサ,ダイオード・トランジスタの用途を説明できる。回路素子の用途や,回路計算が理解できない。
評価項目2コンピューター・センサー・アクチュエーターの種類と働きを説明し,用途に応じて最適な機器を選択できる。コンピューター・センサー・アクチュエーターの種類と働きを説明できる。コンピューター・センサー・アクチュエーターの種類と働きを説明できない。
評価項目3機械の運動,対偶・連鎖・機構の種類などを図を用いて詳細に説明することができる。機械の運動,対偶・連鎖・機構の種類などを図を用いて説明することができる。機械の運動,対偶・連鎖・機構の種類などが説明できない。

学科の到達目標項目との関係

学習・教育到達度目標 C 説明 閉じる
学習・教育到達度目標 D 説明 閉じる
JABEE c 説明 閉じる
JABEE d-1 説明 閉じる

教育方法等

概要:
メカトロニクスとは,メカニクス(機械工学)またはメカニズム(機械装置,機構)とエレクトロニクス(電子工学)を融合した学問であり,私たちの身の回りにある自動車,掃除機,デジタルカメラなどは,機械部品や機構を電子・情報技術により駆動制御されている電子機械といえる。
本講義では,エレクトロニクス分野として電気・電子工学の基礎,センサー・コンピューター・アクチュエーターについてを,メカニクス(メカニズム)分野として機械工学の基礎,機械・機構・対偶・連鎖とその運動についてを,それぞれ教授し,メカトロニクスの概要を理解することを目的とする。

本校教育目標 C:70 % D:30 %
授業の進め方・方法:
●前半7回をエレクトロニクス分野,後半7回をメカニクス分野として講義・演習を主体に授業をおこなう。
●講義中に演習をおこなうので,関数電卓を持参すること。
●授業時間外の学習として,WebClassを利用した課題の提出(成績評価に含まれる)を求めるので,忘れずに提出すること。

●成績評価方法
・定期試験(70%)+授業時間外の学習成果(課題・レポート)(30%)の合計で評価する。
・最終評価:上記の通り。
・再試験:再試験は,全2回の試験のうち60点未満であった範囲に対しおこなう。
     合否は受験しなければならない試験の平均点が60点以上であること。

●講義はメカトロニクスの基本を2つの分野に分けて解説します.3年次の電気電子工学や 5年次の制御工学,各種実験・実習の基礎となる科目なので,重要な点を確実に理解し,様々な問題に適用できるような力を身につけて下さい。

前関連科目 数学,物理,創造工学基礎演習
後関連科目 電気電子工学,制御工学,複合融合演習
注意点:
参考書:1.よくわかるメカトロニクス(見崎・小峰著,東京電機大学出版局)
    2.ハンディブックメカトロニクス 改訂3版(三浦宏文,オーム社)
    3.メカトロニクス概論 改訂2版(古田ほか,オーム社)
    4.メカトロニクス入門 第2版(土谷ほか,森北出版)
    など

●本科目は「授業時間外の学修を必要とする科目」である。授業時間外の学修(準備学習を含む)については科目担当教員から指示するので,必ず予習・復習等をおこなうこと。
●(事前に行う準備学習)数学・物理・創造工学基礎演習の知識が必要となるので,指示された内容を復習しておくこと。
●(授業時間外学習)担当教員が指示する週ごとの到達目標に関する演習課題・レポート等に取り組むこと。

授業の属性・履修上の区分

アクティブラーニング
ICT 利用
遠隔授業対応
実務経験のある教員による授業

授業計画

授業内容 週ごとの到達目標
後期
3rdQ
1週 ガイダンス,単位系 メカトロニクスの基本を理解し,工学で扱う基本的な単位系を理解できる。
2週 電気・電子工学の基礎① 電気・電子工学の基本を理解し,オームの法則,電圧降下の計算ができる。
3週 電気・電子工学の基礎② 電気・電子工学の基本を理解し,分流・分圧,合成抵抗の計算ができる。
4週 電気・電子工学の基礎③ 電気・電子工学の基本を理解し,ブリッジ回路,キルヒホッフの法則を用いた回路網の計算ができる。
5週 コンピューターとは 2進数や16進数を理解し,簡単な論理回路の計算ができる。
6週 センサーとは 主に半導体を用いたセンサーの種類と働きを説明できる。
7週 アクチュエーターとは アクチュエーターの種類と働きを説明できる。
8週 中間試験
4thQ
9週 ガイダンス,身近な電子機械 自動車や家電製品などを用いてメカトロニクス・メカニクス・エレクトロニクスを理解し,図を用いて説明することができる。
10週 機械の機構と運動の伝達① 平面運動と空間運動,対偶,機構と連鎖を理解し,図を用いて説明することができる。
11週 機械の機構と運動の伝達② 歯車の種類,中心固定の歯車列を理解し,図を用いての説明と,中心固定の歯車列における速度伝達比や回転速度を計算することができる。
12週 機械の機構と運動の伝達③ リンク機構(四節回転連鎖から生じる機構,スライダクランク連鎖から生じる機構)を理解し,図を用いての説明と,四節回転連鎖から生じる機構における運動の性質を決定するリンク(節)の長さや揺動角度などを計算することができる。
13週 機械の機構と運動の伝達④ カム機構の種類とカム変位線図を理解し,図を用いての説明と,カム変位線図からカムの輪郭曲線を描くことができる。
14週 機械の機構と運動の伝達⑤ ベルトやチェーンを利用した巻掛け伝動機構を理解し,図を用いての説明と,平行掛けベルト伝動におけるベルト長さや回転比などを計算することができる。
15週 機械の機構と運動の伝達⑥ リンク機構(四節回転連鎖から生じる機構,スライダクランク連鎖から生じる機構)において,作図と計算によりリンク(節)などの速度や加速度を計算することができる。
16週 期末試験

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

試験発表相互評価演習課題合計
総合評価割合700030100
基礎的能力00000
専門的能力700030100
分野横断的能力00000