2026年度 (最新) 学院等開講科目工学院機械系機械コース

ロボット要素設計

開講元: 機械コース
担当教員: 遠藤央 / 松浦大輔
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3-4 (I1-256(I121))
クラス: -
科目コード: MEC.H437
単位数: 100
開講時期: 2026年度
開講クォーター: 1Q
シラバス更新日: 2026年3月23日
使用言語: 英語

シラバス

授業の目的（ねらい）、概要

本講義では，ロボットの構成要素を詳しく理解し，その知識に基づいて複雑で実際的なロボットの設計・制御に取り組むための知識の涵養に資する授業を行う．各回では，ロボットを構成する主要要素の基礎原理からロボットに使用する際の注意点までを実例を交えて学び，それらの要素の特性を考慮したコントローラの設計についても理解する．
内容は，以下の点を核として構成する．
1. ロボットの機構と駆動を担う各種要素とその原理．
2. 機械要素とアクチュエータの材料・形状・構造の関係．
3. アクチュエータと制御系の関係と，基礎的なコントローラの設計と実装方法．
4. 設計最適化，要素設計とシステム設計．

到達目標

1. ロボットの機構と駆動を担う主要な要素とその原理を理解し，機械要素・駆動要素の形状・材料・構造の関係を定量的に整理した上で，目的に応じて選定・設計できる．
2. アクチュエータと制御系の関係を踏まえて，基礎的なコントローラ設計と実装方法が考えられる．
3. 設計最適化の基本的考え方を理解し，要素設計とシステム設計の関係を踏まえて，ロボット全体の設計の基礎を理解できる．

キーワード

ロボット，機械要素，アクチュエータ，コントローラ，概念設計と詳細設計，最適化設計

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

各回ごとに演習を行う講義である．

授業計画・課題

	授業計画	課題
第1回	ロボット要素設計の概要と目的	ロボットの構成要素と設計の流れの概要の理解
第2回	ロボット機構の解析と，リンクの設計	機構の変位・速度・加速度と静力学の順・逆解析，材質と形状の関係
第3回	機構・伝達要素（軸・軸受・歯車）の設計	軸，軸受，歯車における設計項目と決定方法
第4回	電動モータの構造・動作原理と選定	電動モータの構造と動作原理，トルク発生と基本特性，用途を考慮したモータの選定
第5回	アクチュエータと制御系の基礎，コントローラの考え方	階層的制御アーキテクチャ，フィードフォワード・フィードバック制御，各階層における基礎的制御則，実装方法
第6回	設計最適化の基礎とロボット要素設計への適用	最適化の応用，最適化手法の基礎的分類，多目的最適化と設計への適用
第7回	主要な構成要素に着目したロボット設計演習	目標軌道の与え方，ロボット機構の全体設計

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

特にしていない（資料をLMSで配付）

参考書、講義資料等

特にしていない（資料をLMSで配付）

成績評価の方法及び基準

各回の演習と最後の2回の総合演習の総合成績により評価する．第1回から第5回までの演習課題，および第6回・第7回の総合演習課題の最終評価に占める割合は，それぞれ60％，40%とする．

履修の条件・注意事項

質点・剛体の力学と材料力学についての基礎知識を有することが望ましい．

連絡先 (メール、電話番号) ※”[at]”を”@”(半角)に変換してください。

E-mail: matsuura.d.5700[at]m.isct.ac.jp

オフィスアワー

指定無し（上記連絡先にコンタクト下さい）

その他

特記事項無し