ロボット工学特論

科目基礎情報

学校	弓削商船高等専門学校	開講年度	令和03年度 (2021年度)
授業科目	ロボット工学特論
科目番号	0009	科目区分	専門 / 選択
授業形態	授業	単位の種別と単位数	学修単位: 2
開設学科	生産システム工学専攻	対象学年	専1
開設期	後期	週時間数	2
教科書/教材	株式会社朝倉書店 学生のための機械工学シリーズ6 ロボット工学 則次俊郎 五百井清 西本登澄 小西克信 谷口隆雄
担当教員	前田 弘文

到達目標

ロボット工学は幅広い学問を必要とし，従来の機械工学や電気工学などの単一の学問分野だけで対応することが困難であることを理解する．また，ロボットの機構や運動を記述するための力学について，線形代数学を用いて理解を深める．

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
数学の基礎知識を有し，ロボティクスに適用することができる．	回転行列・ヤコビ行列の式を利用することができる．	回転行列・ヤコビ行列の式を展開することができる．	回転行列・ヤコビ行列の式を展開することができない．
ロボティクスに必要なロボットアームの運動方程式を導出することができる．	静力学・ニュートン・オイラー・ラグランジュに関する運動方程式を導出できる．	位置・姿勢・速度・加速度に関する運動学を導出できる．	ロボットアームに関する式を導出できない．

学科の到達目標項目との関係

専門 A1 （自然科学および専門技術の基礎力）

専門 A2 （科学技術への応用力）

教養 B2 （多角的に思考・調査できる独創力）

教養 D1 （基礎的能力）

専門 E1 （専門知識（機械・情報系））

専門 E2 （基礎的・実践的技術（機械・情報系））

教育方法等

概要:

・数学の基礎知識を用いて，ロボティクスにおける回転行列やヤコビ行列の展開について学ぶ．
・ロボティクスに必要なロボットアームの運動方程式について学ぶ．

授業の進め方・方法:

・座学の講義を中心とする．
・定期試験は行わず，レポートによって「知識の基本的な理解」と「思考・推論・創造への適応力」を評価する．
・輪講によって「プレゼンテーション力」を評価する．

注意点:

・１単位当たり30時間の自学自習を必要とする．

授業計画

		週	授業内容	週ごとの到達目標
後期
	3rdQ
		1週	ロボットとは	ロボティクスに必要な基本的数学知識を有し，ロボットアームの位置・姿勢・速度・加速度に関する運動学を導出することができる．
		2週	数学的準備：ベクトルと行列	ロボティクスに必要な基本的数学知識を有し，ロボットアームの位置・姿勢・速度・加速度に関する運動学を導出することができる．
		3週	数学的準備：座標変換と回転行列	ロボティクスに必要な基本的数学知識を有し，ロボットアームの位置・姿勢・速度・加速度に関する運動学を導出することができる．
		4週	数学的準備：変数変換とヤコビ行列	ロボティクスに必要な基本的数学知識を有し，ロボットアームの位置・姿勢・速度・加速度に関する運動学を導出することができる．
		5週	ロボットアームの運動学：位置と姿勢の運動学	ロボティクスに必要な基本的数学知識を有し，ロボットアームの位置・姿勢・速度・加速度に関する運動学を導出することができる．
		6週	ロボットアームの運動学：位置と姿勢の運動学	ロボティクスに必要な基本的数学知識を有し，ロボットアームの位置・姿勢・速度・加速度に関する運動学を導出することができる．
		7週	ロボットアームの運動学：速度，加速度の運動学	ロボティクスに必要な基本的数学知識を有し，ロボットアームの位置・姿勢・速度・加速度に関する運動学を導出することができる．
		8週	ロボットアームの運動学：速度，加速度の運動学	ロボティクスに必要な基本的数学知識を有し，ロボットアームの位置・姿勢・速度・加速度に関する運動学を導出することができる．
	4thQ
		9週	ロボットアームの力学：仮想仕事の原理と静力学	ロボットアームの力学において，仮想仕事の原理や静力学はもちろんのこと，ニュートン・オイラー・ラグランジュに関する運動方程式を導出することができる．
		10週	ロボットアームの力学：仮想仕事の原理と静力学	ロボットアームの力学において，仮想仕事の原理や静力学はもちろんのこと，ニュートン・オイラー・ラグランジュに関する運動方程式を導出することができる．
		11週	ロボットアームの力学：ニュートンとオイラーの運動方程式	ロボットアームの力学において，仮想仕事の原理や静力学はもちろんのこと，ニュートン・オイラー・ラグランジュに関する運動方程式を導出することができる．
		12週	ロボットアームの力学：ニュートンとオイラーの運動方程式	ロボットアームの力学において，仮想仕事の原理や静力学はもちろんのこと，ニュートン・オイラー・ラグランジュに関する運動方程式を導出することができる．
		13週	ロボットアームの力学：ラグランジュの運動方程式	ロボットアームの力学において，仮想仕事の原理や静力学はもちろんのこと，ニュートン・オイラー・ラグランジュに関する運動方程式を導出することができる．
		14週	ロボットアームの力学：ラグランジュの運動方程式	ロボットアームの力学において，仮想仕事の原理や静力学はもちろんのこと，ニュートン・オイラー・ラグランジュに関する運動方程式を導出することができる．
		15週	ロボットアームの力学：動力学方程式の性質と利用	ロボットアームの力学において，仮想仕事の原理や静力学はもちろんのこと，ニュートン・オイラー・ラグランジュに関する運動方程式を導出することができる．
		16週

評価割合

	レポート	口頭発表	合計
総合評価割合	50	50	100
知識の基本的な理解	30	0	30
思考・推論・創造への適応力	20	0	20
プレゼンテーション力	0	50	50