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授業の目標
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近年、ロボットは製造現場のみならず、生活の中に実装されつつある。車輪型移動ロボットやロボットアームなど、ロボットの形態もさまざまなものがある。これらを適切に動作させるためには、それぞれの基礎的なメカニズムや計算手法の理解が不可欠である。この講義では移動ロボットとロボットアームの基礎的なメカニズムや計算手法を示すとともに、構成部品の特徴や制御手法について概説する。これらの解説を通して、ロボットエンジニアリングに求められる基礎的知識を獲得する。
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到達目標
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移動ロボットの経路計算と、ロボットアームの位置姿勢と関節角度の関係について理解し、実際に計算できる。ロボットアームの制御について、姿勢制御、力制御について概要を説明できる。
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身につく能力
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＜全学ディプロマ・ポリシー＞
○【知識・理解・技術】
１．各専門分野の知識・技術を習得し、活用する力を身につけている
【教養・基礎的能力】
２．幅広い教養と、外国語能力、情報活用能力、コミュニケーション能力などの基礎的能力を身につけている
【態度・志向性】
３．多様な価値観を有する人々と倫理観・責任感をもって協働することができる
【態度・志向性】
４．時代の変化に主体的に対応するため継続的に学び、自律的に行動することができる
○【問題発見・解決能力】
５．専門の知識・技術及び基礎的能力を統合し活用して、問題を発見し解決する能力を身につけている
【ｸﾞﾛｰｶﾙ・創造的思考力】
６．地域的・国際的視点をあわせもち、また、新たな価値を想像する力を身につけている
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授業の概要
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ロボットアームの運動学解析やMATLABを用いたシミュレーションによる計算結果の確認を通して、移動ロボットやロボットアームの運動学の基礎を理解するとともに、ロボットの構築方法や応用方法についての基礎的な知識を深める。
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授業の計画
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第1回 授業概要と数学・力学の整理
第2回 車輪型移動ロボット（１）機構と動作の違い
第3回 車輪型移動ロボット（２）走行軌道と自己位置計測
第4回 腕型ロボット（１）自由度・産業用ロボットの構造・種類
第5回 腕型ロボット（２）関節変位と位置・姿勢（順運動学）
第6回 腕型ロボット（３）逆運動学
第7回 腕型ロボット（４）関節速度と手先速度
第8回 腕型ロボット（５）静力学と動力学
第9回 腕型ロボット（６）計算演習
第10回 ロボットを構成する要素（１）アクチュエータ
第11回 ロボットを構成する要素（２）センサ
第12回 ロボットを構成する要素（１）機械要素
第13回 ロボットの制御（１）位置決め制御
第14回 ロボットの制御（２）力制御
第15回 ロボットの制御（３）計算演習
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授業時間外学修の指示
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数学と力学の内容については内容を整理しておくこと。
MATLABの使い方については各自でも調べること。
シミュレーションプログラムについては講義時間内で完結しない場合は各自で制作を進めること。
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成績評価の方法
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講義受講状況30%、期末試験70%を基本として評価する。
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テキスト・参考書等
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テキスト：松本明弘『ロボットメカニクス 機構学・機械力学の基礎』オーム社 税抜2,600 ISBN:978-4-274-50717-5
参 考 書：吉川恒夫『ロボット制御基礎論』コロナ社 税抜3,000 ISBN:4-339-04130-0
川崎晴久『ロボット工学の基礎』森北出版 税抜2,500 ISBN:978-4-627-91380-6
川嶋健嗣・只野耕太郎『絵ときでわかるロボット工学 第２版』オーム社 税抜2,500 ISBN:978-4-274-21581-0
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履修上の留意点
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manabaを通じて補足資料を配布するので確認すること。
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資料
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備考
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MATLABを使用する時があるので、MATLABインストール済みのPCを準備しておくこと。
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