2025年度前期ロボット工学

曜日・時限	火曜日３時限	期別	前期	週時間数	2
ナンバリング	EJ430407
開講学科等	工学部-機械工学科
教員名	吉田　晴行吉田　晴行職務履歴 https://research.osakac.ac.jp/index.php?%e5%90%89%e7%94%b0%e3%80%80%e6%99%b4%e8%a1%8c 教員情報データベースに遷移します

目的

ロボット工学は、各専門分野（機械、電気電子、計測制御、情報等）における要素技術が集約された学問であり、医療福祉分野／建設土木分野などへの更なる応用が期待されている。本講義では、リンク機構で構成されるロボットアームを学修題材として、運動学と力学解析の両側面より機構解析に関わる知識を獲得し、それをリンク機構の設計問題へ応用できるようになることが目的である。さらに、ロボットの運動制御に不可欠な各種センサーの原理や利用方法を理解し、応用できることも目的とする。

授業計画

授業回	形式	学修内容	学修課題
1	A	ロボット工学概論（講義の目的、13回講義内容の概説）	事前学修	シラバスの内容をよく読む（２時間）
1	A	ロボット工学概論（講義の目的、13回講義内容の概説）	事後学修	機械運動学／機械力学とロボット工学との関わりについて調べる（２時間）
2	A,C	機構解析の基礎（自由度・拘束・モデル化）	事前学修	機械運動学（自由度・拘束）を復習する（２時間）
2	A,C	機構解析の基礎（自由度・拘束・モデル化）	事後学修	自由度・拘束についての演習問題を解く（２時間）
3	A	ロボットアームの運動学(1/3) （位置の運動学）	事前学修	三角関数（加法定理／余弦定理）を復習する（２時間）
3	A	ロボットアームの運動学(1/3) （位置の運動学）	事後学修	位置の運動学について演習問題を解く（２時間）
4	C	ロボットアームの運動学(2/3) （速度の運動学、ヤコビ行列）	事前学修	微分積分（三角関数の微分／偏微分）を復習する（２時間）
4	C	ロボットアームの運動学(2/3) （速度の運動学、ヤコビ行列）	事後学修	速度の運動学とヤコビ行列について計算方法をレポートにまとめる（２時間）
5	A	ロボットアームの運動学(3/3) （３次元問題、同次変換行列）	事前学修	線形代数（行列／行列式の計算）を復習する（２時間）
5	A	ロボットアームの運動学(3/3) （３次元問題、同次変換行列）	事後学修	位置・姿勢／同次変換行列について演習問題を解く（２時間）
6	C	到達確認テスト１（運動学のまとめ、理解度の確認）	事前学修	これまでの演習問題を解けるようにしておく（４時間）
6	C	到達確認テスト１（運動学のまとめ、理解度の確認）	事後学修	できなかった問題についてしっかり復習する（４時間）
7	A	ロボットアームの機構解析（特異姿勢、可操作性、冗長駆動アーム、応用事例の紹介）	事前学修	ロボットアームの特異姿勢について調べる（２時間）
7	A	ロボットアームの機構解析（特異姿勢、可操作性、冗長駆動アーム、応用事例の紹介）	事後学修	ロボットアーム機構解析について演習問題を解く（２時間）
8	A,C	ロボットアームの静力学（仮想仕事の原理、剛体の静力学、２次元モデル）	事前学修	ロボットアーム（二次元モデル）の静力学を調べる（２時間）
8	A,C	ロボットアームの静力学（仮想仕事の原理、剛体の静力学、２次元モデル）	事後学修	ロボットアーム（二次元モデル）の静力学について演習問題を解く（２時間）
9	A	ロボットアームの静力学（３次元モデル）	事前学修	ロボットアーム（三次元モデル）のヤコビ行列を調べる（２時間）
9	A	ロボットアームの静力学（３次元モデル）	事後学修	ロボットアーム（三次元モデル）の運動学／静力学をレポートにまとめる（２時間）
10	C	到達確認テスト２（静力学のまとめ、理解度の確認）	事前学修	これまでの演習問題を解けるようにしておく（４時間）
10	C	到達確認テスト２（静力学のまとめ、理解度の確認）	事後学修	できなかった問題についてしっかり復習する（４時間）
11	A,C	ロボットアームの動力学（機械力学、1自由度系の運動方程式、２次元モデル）	事前学修	機械力学（動力学）を復習する（２時間）
11	A,C	ロボットアームの動力学（機械力学、1自由度系の運動方程式、２次元モデル）	事後学修	「ラグランジュ法」を用いた運動方程式の誘導方法を復習する（２時間）
12	A	アクチュエータ・センサーの要素技術（駆動・計測原理、計測・制御技術の紹介）	事前学修	ロボットのアクチュエータ／センサーを調べる（２時間）
12	A	アクチュエータ・センサーの要素技術（駆動・計測原理、計測・制御技術の紹介）	事後学修	アナログ／ディジタル信号処理を復習する（２時間）
13	A,C	総括（総合復習、応用事例の紹介）	事前学修	これまでに出題された問題を解けるようにしておく（２時間）
13	A,C	総括（総合復習、応用事例の紹介）	事後学修	「今後のロボット応用分野」について私見をレポートにまとめる（２時間）

授業形式記号

A:一斉授業（通常の講義）
B:問題発見・解決学習、プロジェクト学習
C:体験、実験、実習、演習など

D:調査分析、解析など
E:ものづくり、作品制作
F:グループワーク（ディスカッション・ディベートを含む）

G:プレゼンテーション
H:地域・企業　連携型学習
I:その他

到達目標

〇修得する資質・能力：知識・理解力、応用力【DP-J-1-1】
　・リンク機構の運動学として、位置・速度の機構解析ができる。
　・リンク機構の力学として、手先発生力と関節駆動トルクの関係を計算できる。
　・各種センサーの動作原理・利用方法を説明できる。

評価方法と評価観点

評価方法	配点合計	知識・理解力	応用力	コミュニケーション力	態度・志向性	創造力	合計
定期試験またはレポート試験	60%	80%	20%				100%
小テスト、小論文	30%	90%	10%				100%
グループワーク							0%
プレゼンテーション							0%
レポート、宿題							0%
授業での姿勢（ノート、質疑など）	10%	80%	20%				100%
作品、パフォーマンス（実技、実演）							0%
その他1(具体的に：							0%
その他2(具体的に：							0%
	100%	83%	17%	0%	0%	0%	100%

教科書・参考書

教科書：
　・特に指定しない。本講義に特化した資料（論文等）に関しては適宜配布する。
　・力学／運動学解析では「使い慣れた教科書（機械力学／機械運動学等）」を各自で持参すること。

参考書：
　1)．「ロボティクスシリーズ８：ロボット機構学」（永井清・土橋宏規共著、コロナ社）
　2)．「ロボット制御基礎理論」（吉川恒夫著、コロナ社）

オフィスアワー

授業日の昼休み（12時40分～13時20分頃）、A号館2階／教員室8

その他

成績評価について
　・小テスト（到達確認テスト）は、採点ののち返却します。
　・定期試験の解答例は、Moodle より公開します。
　・授業時間外の「質問」は「教員室」を訪ねて下さい。
　・欠席回数が「4回以上」の場合は「E評価（未受験）」とします。
　・受講生の学修状況に応じて、授業計画を一部調整する場合があります。

実務経験のある教員による授業科目

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