到達目標
1. ロボットの構成部品を理解し、各機能を説明できる。
2. ロボットの運動方程式より、アクチュエータや減速機の最適な選定ができる。
3. 運動学の知識から、ロボットの動作範囲を確認できる。
4. ロボットアームの位置制御に関して、制御ゲインの検討ができる。
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 | ロボットの構成部品を理解し、各機能を説明できる。 | ロボットの構成部品を理解し、各機能を説明できる。 | ロボットの構成部品の理解、または各機能を説明できない。 |
評価項目2 | ロボットの運動方程式より、アクチュエータや減速機の最適な選定ができる。 | ロボットの運動方程式より、アクチュエータや減速機の最適な選定ができる。 | ロボットの運動方程式より、アクチュエータや減速機の最適な選定ができない。 |
評価項目3 | 運動学の知識から、ロボットの動作範囲を確認できる。 | 運動学の知識から、ロボットの動作範囲を確認できる。 | 運動学の知識から、ロボットの動作範囲を確認できない。 |
評価項目4 | ロボットアームの位置制御に関して、制御ゲインの検討ができる。 | ロボットアームの位置制御に関して、制御ゲインの検討ができる。 | ロボットアームの位置制御に関して、制御ゲインの検討ができない。 |
学科の到達目標項目との関係
学習・教育到達度目標 B① 専門分野における工学の基礎を理解できる。
学習・教育到達度目標 B② 自主的・継続的な学習を通じて、専門工学の基礎科目に関する問題を解くことができる。
学習・教育到達度目標 D① 専門工学の基礎に関する知識と基礎技術を統合し、活用できる。
JABEE SB① 共通基礎知識を用いて、専攻分野における設計・製作・評価・改良など生産に関わる専門工学の基礎を理解できる。
JABEE SB② 自主的・継続的な学習を通じて、専門工学の基礎科目に関する問題を解決できる。
JABEE SD① 専攻分野における専門工学の基礎に関する知識と基礎技術を総合し、応用できる。
JABEE SD② 専攻分野の専門性に加え、他分野の知識も学習し、幅広い視野から問題点を把握できる。
JABEE SD③ 要求された課題に対して幅広い視野で問題点を把握し、その解決方法を提案できる。
教育方法等
概要:
本授業では、
・ロボットを構成する電機品(アクチュエータ、減速機)の種類や特性
・ロボットの運動学と動力学
・ロボットアームの位置制御に関するアルゴリズム基礎
を理解し、ロボットシステムの概要を知識として身につけることを目的とする。
授業の進め方・方法:
教科書は使用しないが、講義資料を配布する。また、最近のトピックスを例に示し、ロボット工学に対する興味向上に努める。理論の理解を深めるために演習を行う。数学の行列計算に関する基礎知識が必要である。制御工学に関連する科目を履修していることが望ましい。
注意点:
授業の属性・履修上の区分
授業計画
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週 |
授業内容 |
週ごとの到達目標 |
後期 |
3rdQ |
1週 |
ロボットとは |
ロボットの定義、産業用ロボット、サービス系のロボットの紹介し、産業用ロボットに求められている性能を理解できる
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2週 |
産業用ロボットの構造、機能 |
産業用ロボットの構造(直交型、スカラ型、垂直多関節型など)と特徴やロボットを構成する機械要素(モータ、減速機、センサなど)を理解できる
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3週 |
産業用ロボットの構造、機能 |
産業用ロボットの構造(直交型、スカラ型、垂直多関節型など)と特徴やロボットを構成する機械要素(モータ、減速機、センサなど)を理解できる
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4週 |
産業用ロボットの構造、機能 |
産業用ロボットの構造(直交型、スカラ型、垂直多関節型など)と特徴やロボットを構成する機械要素(モータ、減速機、センサなど)を理解できる
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5週 |
ロボットの運動学 |
座標変換行列(2次元/3次元の同次変換行列)、Denaviet-Hartenbergの表記法、順運動学を理解できる。
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6週 |
ロボットの運動学
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座標変換行列(2次元/3次元の同次変換行列)、Denaviet-Hartenbergの表記法、順運動学を理解できる。
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7週 |
ロボットの運動学 |
座標変換行列(2次元/3次元の同次変換行列)、Denaviet-Hartenbergの表記法、順運動学を理解できる。
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8週 |
レポート整理 |
1〜7週までの内容を網羅したレポートを作成し、授業内容の理解の定着を確認する。
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4thQ |
9週 |
ロボットの動力学 |
ラグランジェの運動方程式、2リンクロボットアームの運動方程式を理解できる。
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10週 |
ロボットの動力学 |
ラグランジェの運動方程式、2リンクロボットアームの運動方程式を理解できる。
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11週 |
ロボットの位置制御
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制御工学の概論を理解し、サーボモータのモデリング、モータの速度/位置制御(P制御、IP制御 / P-IP制御)、ロボットアームの位置制御(剛体モデル)を理解できる。
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12週 |
ロボットの位置制御 |
制御工学の概論を理解し、サーボモータのモデリング、モータの速度/位置制御(P制御、IP制御 / P-IP制御)、ロボットアームの位置制御(剛体モデル)を理解できる。
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13週 |
ロボットの位置制御 |
制御工学の概論を理解し、サーボモータのモデリング、モータの速度/位置制御(P制御、IP制御 / P-IP制御)、ロボットアームの位置制御(剛体モデル)を理解できる。
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14週 |
ロボットの位置制御
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制御工学の概論を理解し、サーボモータのモデリング、モータの速度/位置制御(P制御、IP制御 / P-IP制御)、ロボットアームの位置制御(剛体モデル)を理解できる。
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15週 |
ロボットの位置制御
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制御工学の概論を理解し、サーボモータのモデリング、モータの速度/位置制御(P制御、IP制御 / P-IP制御)、ロボットアームの位置制御(剛体モデル)を理解できる。
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16週 |
定期試験 |
9〜15週までの内容を網羅した試験により、授業内容の理解の定着を確認する。
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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 | 演習・レポート | 合計 |
総合評価割合 | 70 | 30 | 100 |
基礎的能力 | 0 | 0 | 0 |
専門的能力 | 70 | 30 | 100 |
分野横断的能力 | 0 | 0 | 0 |