2024年度学院等開講科目工学院システム制御系

ロボットの機構と力学

開講元: システム制御系
担当教員: 山北昌毅 / 塚越秀行
授業形態: 講義 (対面型)
メディア利用科目: -
曜日・時限 (講義室): 月7-8 (S2-202(S223)) / 木7-8 (S2-202(S223))
クラス: -
科目コード: SCE.S211
単位数: 200
開講時期: 2024年度
開講クォーター: 4Q
シラバス更新日: 2025年3月17日
使用言語: 日本語

シラバス

授業の目的（ねらい）、概要

I　ロボットの機構・アクチュエータ・センサーに基本について習得する
II　ロボットのモデリング・運動学・動力学について習得する

到達目標

ロボットの製作・制御を理解する上で必要となるロボットシステムの基本的な構成要素・機構と解析に必要なモデリングのにつ手法について学ぶ。

キーワード

ロボット、構造、アクチュエータ、センサー、機構学、動力学

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

各回のトピックスに関して、演習又はMatlabによるプログラミング演習を行う。

授業計画・課題

	授業計画	課題
第1回	ロボット工学入門	ロボット工学の研究分野を概観し、いままで作られた色々なロボットについて学ぶ。
第2回	減速の意義・減速比の選定方法	減速の意味を理解し、減速比の選定の仕方について学ぶ。
第3回	減速機と機械要素	減速機と機械要素について学ぶ。
第4回	機構	ロボットの機構について学ぶ。
第5回	アクチュエータ	ロボットに用いられる色々なアクチュエータの基本特性について学ぶ。
第6回	センサ	ロボットに用いられる色々なセンサーの基本特性について学ぶ。
第7回	剛体の位置・姿勢の表現	剛体の位置と姿勢の数学的表現の方法を学ぶ。
第8回	同次座標と同次変換行列	同次座標の概念とその変換行列である同次変換行列について学ぶ。
第9回	回転速度ベクトルと座標変換	回転速度ベクトルの定義とその座標変換の性質について学ぶ。
第10回	D-H表記法と順変換・逆変換	D-H表記法の定義と順変換・逆変換の性質と計算法を学ぶ。
第11回	速度関係とその応用（１）：数値的逆変換解法	速度関係の応用として、数値的逆変換の解法を学ぶ。
第12回	速度関係とその応用（２）：可操作性	速度関係の応用として、可操作性について学ぶ。
第13回	変分法とラグランジェの運動方程式の導出	変分法の考え方とその応用としてラグランジェの運動方程式の導出について学ぶ。
第14回	多リンク系の運動方程式導出	多リンク系の運動方程式の導出を行い、その性質を学ぶ。
第15回	ポート制御ハミルトン系と受動性	ポート制御ハミルトニアン系の定義と受動性の性質について学ぶ。

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

配布資料

参考書、講義資料等

有本：ロボットの力学と制御（朝倉書店）
Spong,Vydiasagar:Robot Dynamics & Control (Wiley)

成績評価の方法及び基準

レポート: 20%
演習:30%
試験:50%

履修の条件・注意事項

特になし