概要:
機械工学の各分野の理論を実験から確認し、理論の必要性を理解するとともに、実験値(測定対象物理量)を得るための測定原理を習得する。また、一般的な技術文章の書き方も会得してもらう。
メカトロニクス技術を駆使して、グループごとに自律走行型ロボットカーの組み立ておよび走行を行わせ、それをレポートにまとめてもらう。
なお,パワートランスミッション実験では,スノーモービルのエンジン設計を担当していた教員が,その経験を活かし,歯車とベルト駆動の動力伝達性能評価法と歯車とベルト駆動の伝達特性について実験を通じて教授するものである。
授業の進め方・方法:
前学期末に習熟度試験を実施するので、各実験テーマの内容をよく理解しておくこと。
この科目は学修単位科目のため、事前・事後学習としてレポート提出を課します。なお、CAD/CAMについては、各週毎に課題提出があります。
【授業時間121時間+自学自習時間60時間】
注意点:
実験レポートの未提出は欠席として扱い、実験の各テーマを1回でも欠席した場合は、原則不合格として扱う。特別欠席や止むを得ない事情で欠席する場合は必ず事前連絡のこと。無断欠席をした場合は厳しい指導を行う。
テーマごとに服装や準備物が異なるので注意すること。
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週 |
授業内容 |
週ごとの到達目標 |
前期 |
1stQ |
1週 |
メカトロニクス1&2 |
フォトセンサの特性を測定し、測定結果をまとめることができる。
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2週 |
メカトロニクス1&2 |
超音波センサの特性を測定し、測定結果をまとめることができる。
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3週 |
メカトロニクス1&2 |
モータードライバを用いて、モータを制御し、自律走行型ロボットカーの前進および回転を行うプログラムを記述することができる。
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4週 |
流体工学 |
60°三角セキの流量係数の測定実験から,セキによる流量測定方法について説明することができる。
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5週 |
流体工学 |
円管摩擦係数の測定実験から,円管の圧力損失について学び,摩擦係数の違いを説明できる。
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6週 |
流体工学 |
絞り機構を有する管路による流量測定実験を行い,絞り機構の構造と流量係数の関係を説明できる。 絞り機構による流量測定実験の結果から,様々な絞り機構の流れの様子を説明し,結果を予測できる。
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7週 |
パワートランスミッション(歯車) |
ステップロード法による平歯車試験により、伝達効率へ及ぼす回転数およびトルクの影響を調べる。
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8週 |
パワートランスミッション(歯車) |
平歯車試験結果から回転数およびトルクによる伝達効率についてP-V値や膜圧比から考察を行う。
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2ndQ |
9週 |
パワートランスミッション(磁気歯車) |
従来歯車と比較して非接触で動力を伝達できる磁気歯車の仕組みを説明し,伝達効率へ及ぼす回転数およびトルクの影響を調べ,従来歯車と比較しメリットを把握する.
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10週 |
材料強度(引張試験) |
鉄鋼材料の引張試験を行い、降伏応力、引張り強さ、伸び、絞り、応力ひずみ関係を説明できる。
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11週 |
材料強度(衝撃試験) |
衝撃試験を行い、衝撃値、破面率、遷移温度を説明できる。
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12週 |
材料強度(硬さ試験、疲労試験) |
ビッカース、ロックウエル、ショア硬さ試験を行い、鉄鋼材料の硬さ評価ができる。 金属材料の繰返し曲げ試験を行い、疲労強度について説明できる。
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13週 |
CAD/CAM |
NC工作機械の特徴と種類、制御の原理、NCの方式、プログラムの流れを説明できる。 2DCAMの基本操作を習得し、加工工程の作成ができる。
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14週 |
CAD/CAM |
3DCAMの基本操作を習得し、加工工程の作成ができる。 NC加工の基本的な段取りを習得し、NC加工ができる。
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15週 |
CAD/CAM |
3DCAMの基本操作を習得し、加工工程の作成ができる。 NC加工の基本的な段取りを習得し、NC加工ができる。
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16週 |
【期末試験答案返却】 |
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後期 |
3rdQ |
1週 |
メカトロニクス技術に関するグループワーク |
自律走行型ロボットカーを組み立て、走行を行わせる回路やプログラムを組むことができる。
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2週 |
メカトロニクス技術に関するグループワーク |
自律走行型ロボットカーを組み立て、走行を行わせる回路やプログラムを組むことができる。
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3週 |
メカトロニクス技術に関するグループワーク |
自律走行型ロボットカーを組み立て、走行を行わせる回路やプログラムを組むことができる。
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4週 |
メカトロニクス技術に関するグループワーク |
自律走行型ロボットカーを組み立て、走行を行わせる回路やプログラムを組むことができる。
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5週 |
メカトロニクス技術に関するグループワーク |
自律走行型ロボットカーを組み立て、走行を行わせる回路やプログラムを組むことができる。
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6週 |
メカトロニクス技術に関するグループワーク |
自律走行型ロボットカーを組み立て、走行を行わせる回路やプログラムを組むことができる。
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7週 |
メカトロニクス技術に関するグループワーク |
自律走行型ロボットカーを組み立て、走行を行わせる回路やプログラムを組むことができる。
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8週 |
メカトロニクス技術に関するグループワーク |
自律走行型ロボットカーを組み立て、走行を行わせる回路やプログラムを組むことができる。
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4thQ |
9週 |
メカトロニクス技術に関するグループワーク |
自律走行型ロボットカーを組み立て、走行を行わせる回路やプログラムを組むことができる。
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10週 |
メカトロニクス技術に関するグループワーク |
自律走行型ロボットカーを組み立て、走行を行わせる回路やプログラムを組むことができる。
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11週 |
メカトロニクス技術に関するグループワーク |
自律走行型ロボットカーを組み立て、走行を行わせる回路やプログラムを組むことができる。
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12週 |
メカトロニクス技術に関するグループワーク |
自律走行型ロボットカーを組み立て、走行を行わせる回路やプログラムを組むことができる。
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13週 |
メカトロニクス技術に関するグループワーク |
自律走行型ロボットカーを組み立て、走行を行わせる回路やプログラムを組むことができる。
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14週 |
メカトロニクス技術に関するグループワーク |
自律走行型ロボットカーを組み立て、走行を行わせる回路やプログラムを組むことができる。
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15週 |
メカトロニクス技術に関するグループワーク |
自律走行型ロボットカーを組み立て、走行を行わせる回路やプログラムを組むことができる。
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16週 |
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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 |
基礎的能力 | 工学基礎 | 工学実験技術(各種測定方法、データ処理、考察方法) | 工学実験技術(各種測定方法、データ処理、考察方法) | 物理、化学、情報、工学における基礎的な原理や現象を明らかにするための実験手法、実験手順について説明できる。 | 3 | |
実験装置や測定器の操作、及び実験器具・試薬・材料の正しい取扱を身に付け、安全に実験できる。 | 3 | |
実験データの分析、誤差解析、有効桁数の評価、整理の仕方、考察の論理性に配慮して実践できる。 | 3 | |
実験テーマの目的に沿って実験・測定結果の妥当性など実験データについて論理的な考察ができる。 | 3 | |
実験ノートや実験レポートの記載方法に沿ってレポート作成を実践できる。 | 3 | |
実験データを適切なグラフや図、表など用いて表現できる。 | 3 | |
実験の考察などに必要な文献、参考資料などを収集できる。 | 3 | |
実験・実習を安全性や禁止事項など配慮して実践できる。 | 3 | |
個人・複数名での実験・実習であっても役割を意識して主体的に取り組むことができる。 | 3 | |
共同実験における基本的ルールを把握し、実践できる。 | 3 | |
レポートを期限内に提出できるように計画を立て、それを実践できる。 | 3 | |
専門的能力 | 分野別の工学実験・実習能力 | 機械系分野【実験・実習能力】 | 機械系【実験実習】 | 実験・実習の目標と心構えを理解し、実践できる。 | 4 | |
災害防止と安全確保のためにすべきことを理解し、実践できる。 | 4 | |
レポートの作成の仕方を理解し、実践できる。 | 4 | |
加工学実験、機械力学実験、材料学実験、材料力学実験、熱力学実験、流体力学実験、制御工学実験などを行い、実験の準備、実験装置の操作、実験結果の整理と考察ができる。 | 3 | |
実験の内容をレポートにまとめることができ、口頭でも説明できる。 | 3 | |
分野横断的能力 | 総合的な学習経験と創造的思考力 | 総合的な学習経験と創造的思考力 | 総合的な学習経験と創造的思考力 | 工学的な課題を論理的・合理的な方法で明確化できる。 | 3 | |
公衆の健康、安全、文化、社会、環境への影響などの多様な観点から課題解決のために配慮すべきことを認識している。 | 3 | |
要求に適合したシステム、構成要素、工程等の設計に取り組むことができる。 | 3 | |
課題や要求に対する設計解を提示するための一連のプロセス(課題認識・構想・設計・製作・評価など)を実践できる。 | 3 | |
提案する設計解が要求を満たすものであるか評価しなければならないことを把握している。 | 3 | |
経済的、環境的、社会的、倫理的、健康と安全、製造可能性、持続可能性等に配慮して解決策を提案できる。 | 3 | |