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科 目名 |
ロボット機構学２ |
JABEE科目 |
科目CODE 330 |
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学 年・学科等名 |
第4学年 制御情報工学科 |
担当教員 |
佐竹 利文(8030) |
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単 位数・期間 |
1単位後期 |
総時間数 |
45時間（含：自学自習，中間試験） |
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教& nbsp;科 書 名 |
ロボット工学（著者 下嶋浩，佐藤治 森北出版 ） |
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補& nbsp;助 教 材 |
プリント（参考資料及び演習問題） |
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参 考 書 |
なし |
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A 教育目標
メカトロニクス応用技術の一つであるロボット技術の基本となるロボットの運動学につ いて学習する。ロボットの構造および形状を3次元座標系で表現することができ，その運動解析を行うことのできる能力を養うこと を目的とする。
B 概要
ロ ボットの機構と構成要素の位置を，座標変換 行列を用いて記述し，各関節の変位と角度を与え，位置・姿勢を求める順運動学，位置・姿勢から各関節の変位と角度を求める逆運動学について学習する。さら にヤコビ行列の導出法を学習し，関節角速度とアームの速度および姿勢変化の関係について学習する。また，仮想物理環境を計算機内に構築し，ロボットの動作 のシミュレーションを行う。
C 教育目標との対応
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本 校の 教 育目標 |
制 御情報工学科の 教 育目標 |
教 育プログラム 科 目区分 |
教 育プログラムの学習・教育目標 （JABEE 基準: c，d，e） |
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３ |
３ |
基 礎工学科目 設 計・システム系 |
A-2 （40％） |
D-1 （40％） |
D-2 （20％） |
D 学習上の留意点
単 に公式を丸暗記するのではなく，公式の背後にある理論と公式導入の過程を大事に学習する。ロボットマニピュレータの運動学に関する基礎を確実に身につけ， 具体的な問題に応用できる力と，さらに高く深い内容について，独力で学べる土台を造ることに留意する。また，ロボットおよびその機構について論述できる能 力を養う。
E 評価方法
１， ２ともそれぞれ2回の試験の平均（80％）に課題の提出状況（20％）を考慮して評価する。
F 授業内容 講義＋教室内自学自習30時間，自学自 習15時間 総時間数45時間
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授 業項目 |
時 間 |
内 容 |
教育 プ ログラム |
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8．逆運動学（幾何学的方法）
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4 |
ロボットアームの位置・姿勢から各関節の変位と角度を求めることができる。 |
A-2 D-1 |
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9．アーム先端の運動とヤコビ行列 |
10 |
ロボットアームのヤコビ行列の導出法を学習し，関節角速度と アームの速度および姿勢変化の関係について理解する。 |
A-2 D-1 |
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（後 期中間試験） |
2 |
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10．逆運動学シミュレーション |
4 |
ロボットアームの逆運動学を計算するプログラムを作成しシミュ レーションを行う。 |
A-2 D-2 |
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11.仮想物理環境 |
2 |
ロボットの動作は，物理環境において実行されるものである．運 動学計算により求められた指令は必ずしも，想定したように動くわけではない．ここでは，仮想物理環境においてロボットを動作させることによりそのような問 題のセンスをつかむ。 |
A-2 D-1 D-2 |
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12．ロボットアームのシミュレーショ ン |
4 |
運動学計算結果を仮想物理環境でシミュレーションするプログラ ムを作成する。 |
A-2 D-1 D-2 |
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13．自律移動ロボットのシミュレー ション |
4 |
ロボットの１つの形態である移動型ロボットの動きを作るプログ ラムを作成する。 |
A-2 D-1 D-2 |
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（学 年末試験） |
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◆自学自習 ・ 予習復習 ・ 演習課題 ・ 試験の準備 |
15 |
演習課題では，レポートの提出を義務付ける。
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G 関連科目
メ カトロニクス，制御工学，機械要素設計，応用物理
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旭 川高専2009 |