概要:
前半はロボットに関する機構学について，後半はロボット工学について講義を行う
ロボット機構の運動解析を行うため運動の基本法則や，ロボット機構の順運動・逆運動問題を解析的に解くため線形代数を用いて，ロボット工学の基本的事項について学習する
授業の進め方・方法:
ロボットの機構や運動学に関する講義を行い，演習問題やレポートにより理解を深める
順運動と逆運動を利用し，多自由度のハンドロボットのモデルを用い文字を書くプログラムを作成・シミュレーションすることで，ロボット工学の基本的事項の理解度を深める
注意点:
専門用語が適切に使用できるように復習が必要
関節記号を用いてロボットの機構図が作成きるように演習が必要
ロボット機構のリンクパラメータを導出できるように演習が必要
マトリックス表現を用いるので，随時線形代数の復習が必要
|
|
週 |
授業内容 |
週ごとの到達目標 |
| 前期 |
| 1stQ |
| 1週 |
ガイダンス
ロボット工学の概要
関節記号 |
授業の進め方，学習の目的，評価方法等について理解する
ロボットシステム，関節記号に関する基本的事項について概説できる
|
| 2週 |
2次元の自由度
3次元の自由度 |
２Ｄ，３Ｄの自由度算出に関する基本的事項について概説できる
|
| 3週 |
3次元の自由度の演習
４節回転リンクの特徴 |
自由度の算出公式について概説できる
各種リンク機構の特性に関する基本的事項について説明ができる
|
| 4週 |
平面リンクの運動解析 |
運動解析と力解析の違いを概説できる
簡単な平面リンクの運動解析ができる
|
| 5週 |
準運動解析と逆運動解析
2回転リンクの逆運動解析の公式 |
順運動と逆運動に関する基本的事項について説明ができる
２回転リンクの逆運動解析の公式の概説ができる
|
| 6週 |
３瞬間中心の定理
瞬間中心の演習 |
３瞬間中心の概説ができる
簡単な機構の瞬間中心を求めることができる
|
| 7週 |
瞬間中心を用いた運動解析 |
瞬間中心を用いた速度解析に関して概説できる
|
| 8週 |
前期中間試験 |
|
| 2ndQ |
| 9週 |
試験返却・解答解説
瞬間中心を用いた力解析 |
試験の誤答部の確認と知識の再認識に生かせる
瞬間中心を用いた力解析に関して概説ができる
|
| 10週 |
遊星歯車機構の概要
遊星歯車の減速比算出１ |
減速の定理，遊星歯車の概要に関する基本的事項について概説できる
|
| 11週 |
遊星歯車の減速比算出2
遊星歯車減速比の演習 |
遊星歯車の減速比算出方法を用い原則費を算出することができる
|
| 12週 |
回転座標変換
座標系の平行移動 |
２Ｄの座標変換（回転と平行移動）に関する基本的事項について概説できる
|
| 13週 |
同時変換マトリックス |
座標変換と同次変換マトリックスの関係について概説できる
|
| 14週 |
リンクパラメータ
ロボットへの適用 |
リンクパラメータのに関する基本的事項について概説できる
|
| 15週 |
ロボットのリンクパラメータ決定方法と演習 |
簡単なロボットモデルに対するリンクパラメータを求めることができる
|
| 16週 |
前期期末試験 |
|
| 後期 |
| 3rdQ |
| 1週 |
試験返却・解答解説
リンクパラメータの演習 |
試験の誤答部の確認と知識の再認識に生かせる
少し高度なロボットモデルに対するリンクパラメータを求めることができる
|
| 2週 |
リンクパラメータと同時変換マトリックス
リンクパラメータと同時変換マトリックスに関する演習 |
リンクパラメータと同次変換マトリックスの関連性について概説できる
|
| 3週 |
順運動問題の演習 |
ロボット座標系とリンクパラメータの関連性について概説できる
|
| 4週 |
１関節における同次変換マトリックスのプログラミング（回転関節のみ） |
MATLABを用い１関節の同次変換マトリックスプログラムを作成できる
|
| 5週 |
多関節における同時変換マトリックスのプログラミング（回転関節のみ）
多関節における順運動解析のプログラミング（回転関節のみ） |
MATALB を用い多回転関節を有するロボットの準運動解析プログラムを作成できる
|
| 6週 |
多関節における順運動解析のプログラミング（回転関節，直動関節を含む） |
MATALB を用い回転・直動関節を有するロボットの準運動解析プログラムを作成できる
|
| 7週 |
逆運動解析の概要
逆運動問題の解き方 |
逆運動解析の必要性に関して概説できる
手先ベクトルを考慮することで，逆運動解析を簡単化できることを概説できる
|
| 8週 |
後期中間試験 |
|
| 4thQ |
| 9週 |
試験返却と解説
逆運動解析の演習 |
試験の誤答部の確認と知識の再認識に生かせる
簡単なロボットの逆運動解析に用いる式を導出できる
|
| 10週 |
１座標における逆運動解析のプログラミング |
MATLAB を用た逆運動解析プログラムの構造が理解できる
|
| 11週 |
多入力座標値を入力とした逆運動解析のプログラミング（座標データの読込） |
MATLABを用い多座標値を入力とした逆運動解析プログラムについて概説できる
|
| 12週 |
多入力関節角度値を入力とした順運動解析とグラフィックのプログラミング（座標データの読込） |
MATLABのグラフィック機能を用いた図形の作図法について理解できる
|
| 13週 |
ヤコビ行列と特異姿勢
最終レポートのロボットモデルの提示
リンクパラメータの導出 |
ヤコビ行列が特異姿勢を表現していることを概説できる
最終レポート用のロボットモデルのリンクパラメータを求めることができる
|
| 14週 |
最終レポート作成 |
最終課題についてレポートを作成することができる
|
| 15週 |
最終レポート作成・提出 |
最終課題についてレポートを作成し，レポート・準運動・逆運動のプログラムを提出することができる
|
| 16週 |
前期期末試験 |
|
| 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 | 自然科学 | 物理 | 力学 | 平面内を移動する質点の運動を位置ベクトルの変化として扱うことができる。 | 3 | 前13,前14,前15,後1,後2,後3 |