2025年度後期集中メカトロニクス

曜日・時限 不定期その他 期別 後期集中 週時間数 0
ナンバリング FL331107
開講学科等 医療健康科学部-医療科学科
教員名 藤川 智彦
藤川 智彦
職務履歴

https://research.osakac.ac.jp/index.php?%e8%97%a4%e5%b7%9d%e3%80%80%e6%99%ba%e5%bd%a6

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目的

メカトロニクスの知識はものづくりの技術の根底を形成する知識であり,臨床工学技士および医療健康機器のエンジニアを目指すための知識としても必要不可欠である.ここでは,そのメカトロニクスの幅広い知識の中で,電気電子工学における抵抗やコンデンサ,半導体などの電気電子部品の特性,モータの選定方法,機械工学におけるネジやキーなどの固定方法やそれに使用する工具の特徴,ギアなどの動力伝達方法やその選定方法,制御工学におけるブロック線図やPID制御などを理解する.これらの内容は技術に直結する知識であるため,実例と共に理解することを目的とする.

授業計画

授業回 形式 学修内容 学修課題
1 A ガイダンスおよびメカトロニクスとロボット技術 事前学修 シラバスを確認し,授業の目的を理解する.さらに,要点集のメカトロニクス (pp.2-3)を確認すること(2時間)
事後学修 教科書のメカトロニクス (pp.2-3)に記述されているロボット技術とメカトロニクスの関係を理解すること(2時間)
2 AC 電気電子部品(抵抗,コンデンサ,コイル,半導体,ダイオード,トランジスタ,FET) 事前学修 教科書(pp.204-210)の電気電子部品の範囲を確認する.要点集の1.1抵抗(pp.4-5)と1.2コンデンサ(pp.5-7),1.3コイル(pp.8-10),1.4半導体(pp.10-13)を確認すること(3時間)
事後学修 メカトロニクス演習No.1(電子電子部品 抵抗),メカトロニクス演習No.2(電子電子部品 コンデンサ),メカトロニクス演習No.3(電子電子部品 コイル),メカトロニクス演習No.4(電子電子部品 半導体/ダイオード),メカトロニクス演習No.5(電子電子部品 トランジスタ/FET)を解くこと(4時間)
3 遠隔AC 交流における特性(RL回路,微分方程式とラプラス変換,RLC回路と伝達関数) 事前学修 要点集の1.5交流における特性(pp.14-23)を確認すること(3時間)
事後学修 メカトロニクス演習No.6(電子電子部品 交流の特性1),No.7(電子電子部品 交流の特性2),No.8(電子電子部品 交流の特性3)を解くこと(2時間)
4 AC 機械要素(動力伝達要素,固定要素) 事前学修 教科書(pp.181-186, pp.194-196))の機械要素の範囲を確認する.要点集の2.1動力伝達要素(pp.24-25),2.2軸受け(pp.25-27),2.3回転ジョイント(pp.27-28),2.4ネジ(pp.28-32)を確認すること(2時間)
事後学修 メカトロニクス演習No.9(機械部品 動力伝達要素1),メカトロニクス演習No.10(機械部品 動力伝達要素2と固定要素1),メカトロニクス演習No.11(機械部品 固定要素2)を解くこと(2時間)
5 AC 機械要素(結合方法,ギア,減速機の特性) 事前学修 教科書(pp.186-194, pp.197-200)の機械要素の範囲を確認する.要点集の2.5結合方法(pp.32-33),2.6ギア(pp.33-34),2.7減速機(pp.34-36)を確認すること(3時間)
事後学修 メカトロニクス演習No.12(機械部品 固定要素3),メカトロニクス演習No.13(機械部品 ギア),メカトロニクス演習No.14(減速比)を解くこと(3時間)
6 AC モータ(DCモータ,ACモータ,モータの繊維) 事前学修 教科書(pp.172-178)のモータの範囲を確認する.要点集の3.モータ(p.37-43)を確認すること(2時間)
事後学修 メカトロニクス演習No.15(モータ DC/ACモータおよびステッピングモータ),メカトロニクス演習No.16(モータ モータ特性と特性表),メカトロニクス演習o.17(モータ モータの使用可否)を解くこと(2時間)
7 AC センサ(角度計測とひずみ計測,位置計測) 事前学修 教科書(pp.158-169)のセンサの範囲を確認する.要点集の4.センサ(pp.44-50)を確認すること(2時間)
事後学修 メカトロニクス演習No.18(センサ 角度計測とひずみ計測),メカトロニクス演習No.19(センサ 位置計測)を解くこと(2時間)
8 遠隔AC 信号増幅(オペアンプ) 事前学修 教科書(pp.217-219)のオペアンプの範囲を確認する.要点集の5.オペアンプ(pp.51-62)を確認すること(2時間)
事後学修 メカトロニクス演習No.20(信号処理 オペアンプ1),メカトロニクス演習No.21(信号処理 オペアンプ2),メカトロニクス演習No.22(信号処理 オペアンプ3),メカトロニクス演習No.23(信号処理 オペアンプ4)を解くこと(2時間)
9 AC モータ制御(PWM制御とPID制御) 事前学修 教科書(pp.146-148,pp.221-222)のモータ制御の範囲を確認する.要点集の6.2PID制御(p.64-69)を確認すること(2時間)
要点集の1.5交流における特性(pp.14-23)と6.モータ制御(p.63-69)を再確認すること(1時間)
事後学修 メカトロニクス演習No.24(モータ制御 PWM制御とPWM制御(その1)),メカトロニクス演習No.25(モータ PWM制御(その2))を解くこと(2時間)
メカトロニクス演習No.6-8, No.24,25の解を再確認し,形式に合わせて提出する(1時間)
10 遠隔C 電気電子部品の演習 事前学修 要点集の1.1抵抗(pp.4-5)と1.2コンデンサ(pp.5-7),1.3コイル(pp.8-10)1.4半導体(pp.10-13)を再確認すること(2時間)
事後学修 メカトロニクス演習No.1-5の解を再確認し,形式に合わせて提出する(2時間)
11 遠隔C 機械要素の演習 事前学修 要点集の2.機械要素(pp.24-36)を再確認すること(2時間)
事後学修 メカトロニクス演習No.9-14の解を再確認し,形式に合わせて提出する(2時間)
12 遠隔C モータの演習 事前学修 要点集の3.モータ(p.37-43)を再確認すること(2時間)
事後学修 メカトロニクス演習No.15-17の解を再確認し,形式に合わせて提出する(2時間)
13 遠隔C センサと信号処理の演習 事前学修 要点集の5.オペアンプ(pp.51-62)を再確認すること(2時間)
事後学修 要点集の5.オペアンプ(pp.51-62)を再確認すること(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

・電子電子素子の機能が理解できる.
・機械要素の機能が理解できる.
・モータの特性とその制御方法が理解できる.

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 25% 80% 20% 100%
小テスト、小論文 25% 80% 20% 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 50% 80% 20% 100%
授業での姿勢(ノート、質疑など) 0%
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% 80% 20% 0% 0% 0% 100%

教科書・参考書

教科書:はじめてのロボット創造設計(著者:米田完,坪内孝司,大隅久.出版社:講談社).
参考書:医療科学科 メカトロニクス テキスト(moodle内資料 要点集)

オフィスアワー

木曜日18:30-20:00(於8104),会議や出張などで不在の場合がある.また,事前にメールで日時を調整することも可能である.

その他

授業前にmoodleの授業内容を確認すること.
学習内容は受講生の基礎力に合わせて,多少変更することがあることを留意すること
提出された演習等は採点後,返却するので,各自で受け取ること.

実務経験のある教員による授業科目