科目名 |
ロボット機構学 |
JABEE科目 |
科目CODE 168 |
学年・学科等名 |
第4学年 制御情報工学科 |
担当教員 |
佐竹 利文(8030) |
単位数・期間 |
1単位・前期 |
総時間数 |
45時間（含：自学自習，中間試験） |
教 科 書 名 |
ロボット工学（著者 下嶋浩，佐藤治 森北出版 ） |
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補 助 教 材 |
プリント（参考資料及び演習問題） |
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参 考 書 |
なし |
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A 教育目標
メカトロニクス応用技術の一つであるロボット技術の基本となるロボットアームの運動学について学習する。ロボットアームの位置を3次元座標系で表現することができ，その運動解析を行うことのできる能力を養うことを目的とする。
B 概要
ロボットアームの機構と構成要素の位置を，座標変換行列を用いて記述し，各関節の変位と角度を与え，位置・姿勢を求める順運動学，位置・姿勢から各関節の変位と角度を求める逆運動学について学習する。さらにヤコビ行列の導出法を学習し，関節角速度とアームの速度および姿勢変化の関係について学習する。
C 本校の教育目標及び「環境・生産システム工学」教育プログラムによる学習・教育目標との対応
本校の教育目標 |
教育プログラム科目区分 |
学習・教育目標との対応（JABEE基準: c，d） |
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３ |
基礎工学科目 設計・システム系 |
A-1 （40％） |
D-1 （40％） |
D-2 （20％） |
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D 学習上の留意点
単に公式を丸暗記するのではなく，公式の背後にある理論と公式導入の過程を大事に学習する。ロボットマニピュレータの動力学に関する基礎を確実に身につけ，具体的な問題に応用できる力と，さらに高く深い内容について，独力で学べる土台を造ることに留意する。
E 評価方法
2回の試験の平均（80％）に課題の提出状況（20％）を考慮して評価する。
F 授業内容 講義：30時間，自学自習15時間 総時間数45時間
授業項目 |
時間 |
内 容 |
教育 プログラム |
1．ロボットアーム概要 |
2 |
ロボットアームの概要，分類，機構等について説明できる。 |
D-1 |
2．ロボットアームの運動学 （1）ロボットアームの構造と位置・姿勢 |
4 |
ロボットアームの機構と構成要素の位置を，座標変換行列を用いて記述できるようにする。 |
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（2）順運動学 |
4 |
ロボットアームの各関節の変位と角度を与え，位置・姿勢を求めることができる。 |
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（3）シミュレーション１ |
4 |
ロボットアームの順運動学を計算するプログラムを作成しシミュレーションを行う |
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（前期中間試験） |
2 |
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（4）逆運動学 |
4 |
ロボットアームの位置・姿勢から各関節の変位と角度を求めることができる。 |
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（5）ヤコビ行列 |
4 |
ロボットアームのヤコビ行列の導出法を学習し，関節角速度とアームの速度および姿勢変化の関係について理解する。 |
A-1， D-2 |
（6）シミュレーション２ |
4 |
アーム先端軌跡を与えロボットアームの姿勢変化を計算するプログラムを作成する． |
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（前期期末試験） |
2 |
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◆自学自習 ・ 予習復習 ・ 演習課題 ・ 定期試験の準備 |
15 |
自学自習時間として，日常の授業のための予習復習時間，理解を深めるための演習課題の考察・解法の時間および定期試験の準備のための勉強時間を総合して15時間と考えている。 |
A-1， D-2 |
G 関連科目 メカトロニクス，制御工学，機械要素設計，応用物理
旭川高専2008 |