メカトロニクス (G15B)

日本大学理工学部

2017年理工学部シラバス - 精密機械工学科

設置情報

科目名	メカトロニクス
設置学科	精密機械工学科	学年	2年
担当者	入江　寿弘	履修期	後期
単位	2	曜日時限	月曜5
校舎	船橋	時間割CD	G15B
クラス
ポリシー	ディプロマ・ポリシー【DP】カリキュラム・ポリシー【CP】
履修系統図	履修系統図の確認

概要

学修到達目標	コンピュータを用いて機械を制御するための基本となるハードウェアー、ソフトウェアー、組込コンピュータシステムやA/D、D/A変換などを代表とする周辺インターフェースの仕組みについて学ぶ。
授業形態及び授業方法	教室でパワーポイントを用いて授業を行う。授業で使用したパワーポイントはCSTポータルⅡで参照可能。
履修条件	コンピュータの基本的な知識を習得していることが望ましい。

授業計画

第1回	近年　メカトロニクスやロボットを取り巻く環境が大きく変化している。これらの環境（ロボット・メカトロニクス事情）について、国内外の最新技術動向について触れ、メカトロニクス・ロボットの定義・歴史・市場等について概説する。最後に成績評価（レポートと試験等）について説明する。
第2回	メカトロニクスとメカニズム：メカトロニクス機器の代表としてロボットどんな形をしていて、どの様な構造になっているか、関節の構成、動力伝達の方法、減速機の役割や性能、減速機を使わないロボットについて学習する。
第3回	メカトロニクスのセンサⅠ：メカトロニクスを動かすためには関節の角度や位置、速度、力などを計測する必要が有る。また、ロボットが移動するにはその周辺の壁や家具、障害物などの情報が必要となる。そのためのセンサ技術について学習する。角度センサ、位置センサ、速度センサなど
第4回	メカトロニクスのセンサⅡ：メカトロニクスを動かすためには関節の角度や位置、速度、力などを計測する必要が有る。また、ロボットが移動するにはその周辺の壁や家具、障害物などの情報が必要となる。そのためのセンサ技術について学習する。距離センサ、慣性センサなど
第5回	メカトロニクスのアクチュエータⅠ：アクチュエータの種類、電磁力モータのモデル化、サーボモータの特徴、モータ駆動部の設計、モータの制御等について学ぶモーターの種類など
第6回	メカトロニクスのアクチュエータⅡ：アクチュエータの種類、電磁力モータのモデル化、サーボモータの特徴、モータ駆動部の設計、モータの制御等について学ぶパワー素子、PWMドライブなど
第7回	メカトロニクスの機構モータのトルクを増大する減速機や歯車、ボールねじ、タイミングベルト、ベアリングなどの機構について解説する
第8回	関節のフィードバック制御：関節のモデル化とダイナミックス、運動方程式のパラメータ同定、位置・速度制御系の設計、機械共振を考慮したモデル化と制御ゲイン
第9回	メカトロニクスの運動学Ⅰ：位置と姿勢の表現方法、関節リンクパラメータ、ピューマ型ロボットの順運動学、逆運動学で先端位置から関節角を求める、ヤコビ行列等について学ぶ
第10回	メカトロニクスの知能化Ⅰ：自律制御ロボットとは、ロボット言語で知能化、遠隔操作マニピュレータ、
第11回	メカトロニクスの知能化Ⅱ：マスタスレーブマニピュレータの制御、バーチャルリアリティとテレロボティックス、遠隔制御と自律制御
第12回	運動学：ピューマ型ロボットの順運動学、逆運動学で先端位置から関節角を求める、ヤコビ行列等について学ぶ
第13回	運動制御：ロボットの位置制御、ヤコビ行列を用いた逆運動学の解法、
第14回	理解度確認試験
第15回	理解度確認試験の解説と補足

その他

教科書	松日楽信人、大明準治『わかりやすいロボットシステム入門』オーム社２０１２年第改訂２版教科書の内容とパワーポイントによる追加資料を使い授業を進める。パワーポイント資料は要点のみなので教科書の購入を推奨する。
参考書
成績評価の方法及び基準	授業の出席、レポートや課題の提出、授業時間中の演習、理解度確認期間に行う試験などを総合的に判断して採点する。
質問への対応	E-mailまたは授業中の質問で対応
研究室又は連絡先	研究室：６号館１階６１３研究室 E-mail: tirie@eme.cst.nihon-u.ac.jp
オフィスアワー	水曜船橋 14:00 ～ 18:30 木曜船橋 11:00 ～ 14:00
学生へのメッセージ

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