ロボット工学I

科目基礎情報

学校 木更津工業高等専門学校 開講年度 令和06年度 (2024年度)
授業科目 ロボット工学I
科目番号 d0630 科目区分 専門 / 選択
授業形態 講義 単位の種別と単位数 履修単位: 1
開設学科 電子制御工学科 対象学年 5
開設期 前期 週時間数 2
教科書/教材 資料を配付
担当教員 君塚 進

到達目標

1.同時変換の概念を理解し、物体の位置や姿勢を表すことができる。
2.マニピュレータの運動学方程式を求めることができる。
3.位置制御での軌道の求め方や制御手法を理解できる。
4.力制御の基本的な制御手法を理解できる。

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同時変換の概念を理解し、物体の位置・姿勢を表すことができる同時変換の概念を理解できる同時変換の概念を理解できない
評価項目2マニピュレータの運動学方程式を求めることができるマニピュレータの運動学方程式を求める手法を理解できる運動学方程式を理解できない
評価項目3位置制御での軌道の求め方や制御系を設計できる位置制御での軌道の求め方や制御手法を理解できる位置制御での軌道の求め方や制御手法を理解できない

学科の到達目標項目との関係

準学士課程(R5までのDP) R5までDP_1 科学技術の基礎知識・応用力の修得・活用
準学士課程(R5までのDP) R5までDP_4 制御・電気電子・機械・情報等基礎工学の知識習得・応用

教育方法等

概要:
ロボットの種類、システム構成、制御の基礎となる技術について学ぶ。ロボット・マニピュレータを基本として、その構成と位置制御や力制御の手法について学ぶ。
授業の進め方・方法:
ロボット・マニピュレータを基本として、種類、システム構成、位置姿勢の表現方法、位置や力の制御手法について学んでいく。理論的な学習はマニピュレータを中心に進めていくが、最新の各種ロボットについてもビデオ等で紹介していく。
注意点:
ベクトル、行列計算、三角関数、運動方程式、制御工学Ⅰの基礎知識を使用するのでこれらを復習しておくこと。

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
前期
1stQ
1週 ロボット工学の基本概念 ロボットのシステム構成、基礎となる概念について理解する
2週 ロボット・マニピュレータの構造 基本構造を理解し、物体の操りと関節の自由度の関係を理解する
3週 同次変換 点や面のベクトル表現方法を理解する
4週 物体の位置や姿勢の表現方法を理解する
5週 並進変換、回転変換、座標系について理解する
6週 相対変換、逆変換について理解する
7週 変換方程式について理解する
8週 中間試験
2ndQ
9週 運動学 方向、姿勢の指定について理解する
10週 リンクパラメータとA行列の指定について理解する
11週 T行列および運動学方程式について理解する
12週 逆運動学 姿勢変換の解について理解する
13週 スタンフォードマニピュレータの逆運動学について理解する
14週 ひじ形マニピュレータの逆運動学について理解する
15週 変換行列の微分関係 変換式における微分関係とヤコビ行列について理解する
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
専門的能力分野別の専門工学機械系分野計測制御フィードバック制御の概念と構成要素を説明できる。1

評価割合

試験発表相互評価態度ポートフォリオその他合計
総合評価割合80000200100
基礎的能力0000000
専門的能力80000200100
分野横断的能力0000000