2022年度 学院等開講科目 工学院 機械系 エンジニアリングデザインコース
メカノシステムデザイン
- 開講元
- エンジニアリングデザインコース
- 担当教員
- 吉田 和弘
- 授業形態
- 講義 (ハイフレックス型)
- メディア利用科目
- -
- 曜日・時限
(講義室) - 木5-8 (G112)
- クラス
- -
- 科目コード
- ESD.D501
- 単位数
- 200
- 開講時期
- 2022年度
- 開講クォーター
- 4Q
- シラバス更新日
- 2025年7月10日
- 使用言語
- 英語
シラバス
授業の目的(ねらい)、概要
メカノシステムを実現するためには,機械工学の基本的な考え方の修得が必須である。すなわち,それらシステムをデザインするためには材料力学,熱力学,流体力学,機械力学等に加えて,実際にシステムを制御するための制御技術,さらに制御装置を構築するための電子回路に関する知識も必要である。そこで本講義では,それらを各論として学ぶのではなく,包括的,総合的に学ぶ。代表的なメカノシステムとして,本講義では,ロボット,輸送機械(特に自動車),流体機械,産業機械(特に工作機械)等を対象とする。
本講義では,機械系デザイン科目として,メカノシステムの機能および構造を理解すると共に,それらを合理的にデザインし実現する上で必要不可欠な機械工学の基礎を築くことを目的とする。さらに,機械工学の応用に必要な基礎の理解と修得を図る。
到達目標
本講義を履修することによって次の能力を修得する。
1) アクチュエータ,センサ,運動機構,運動制御システム,産業機械などの代表的なメカノシステムの機能と構造を説明できる。
2) メカノシステムを系統的にデザインできる。
3) メカノシステムを実現する上で必要な知識,プロセスおよび方法を説明できる。
4) メカノシステムを実現する際に基本的に重要となる機械工学の様々な方法論を駆使することができる。
キーワード
デザイン,機械要素,運動機構,メカトロニクス,産業機械
学生が身につける力
- 専門力
- 教養力
- コミュニケーション力
- 展開力 (探究力又は設定力)
- 展開力 (実践力又は解決力)
授業の進め方
代表的なメカノシステムを想定して解説を加え,具体的なメカノシステムの機能,構造を学習できるように配慮している。
授業計画・課題
授業計画 | 課題 | |
---|---|---|
第1回 | メカノシステムのデザイン入門 | 代表的なメカノシステムの概要の紹介 |
第2回 | 代表的なメカノシステムの設計原理・デザインメソドロジー | 代表的なメカノシステムの設計原理およびデザインメソドロジーの理解 |
第3回 | メカノシステムを構成する機械要素Ⅰ | 軸受,直動案内等,案内要素の基本 |
第4回 | メカノシステムを構成する機械要素Ⅱ | 歯車,送りねじ等動力伝達用機械要素の基本 |
第5回 | 機械振動のモデル化と抑制 | 複素数表示による振動の取扱の理解 |
第6回 | メカノシステムにおける動力伝達機構(自動車,鉄道,船舶,風車等) | 動力伝達系はなぜ必要か,トルクとパワーの理解 |
第7回 | 産業機械,工作機械 | 産業機械の構造構成要素と全体システムの理解 |
第8回 | メカノシステムを駆動するアクチュエータⅠ | 各種アクチュエータの構造,動作原理および特性の理解 |
第9回 | メカノシステムを駆動するアクチュエータⅡ | 各種アクチュエータの構造,動作原理および特性の理解 |
第10回 | メカトロニクスシステムデザインⅠ | 各種センサの構造,動作原理および特性と基礎的電子回路技術の理解 |
第11回 | メカトロニクスシステムデザインⅡ | 基礎的制御系設計手法の理解 |
第12回 | メカトロニクスシステムデザインⅢ | 基礎的制御系設計手法の理解 |
第13回 | メカトロニクスシステムデザインⅣ | 基礎的制御系設計手法の理解 |
第14回 | メカノシステムデザイン演習とディスカッション | 理解度確認と総括 |
準備学修(事前学修・復習)等についての指示
学修効果を上げるため,教科書や配布資料等の該当箇所を参照し,「毎授業」授業内容に関する予習と復習(課題含む)をそれぞれ概ね100分を目安に行うこと。
教科書
特になし。
参考書、講義資料等
講義時に資料を配付する。
成績評価の方法及び基準
機械工学の基本的な考え方,解析的手法,方法論,それらの応用に関する理解度を定量的に評価する。レポートで成績を評価する。
関連する科目
- ESD.D506 : システムズエンジニアリング実践
履修の条件・注意事項
特になし。