授業科目名 年度 学期 開講曜日・時限 学部・研究科 全担当教員 単位数
33048:[2025 春セメスター]ロボット設計演習(5B) 2025 春セメスター 木1-2 理工学部 織田 健吾 2

キャンパス

BKC

授業施設

プリズム情報処理演習室Ｐ３３

授業で利用する言語

日本語

授業の概要と方法

　本授業では，ロボットの機構・構造解析と制御系解析に基づくロボットの設計を，各受講生が高機能な工学系ソフトウエアを用いながら行う．まず，MATLAB/SimulinkとSolid Edge（三次元CAD，構造解析機能あり）を用いて，高速1自由度ロボットの設計のための機構・構造解析を行う．その後，MATLABを用いて高速1自由度ロボットの設計のための制御系解析を行う．また，授業の後半では，MATLAB/SimulinkとSolid Edgeを用いて，多自由度ロボットの設計を行う．

受講生の到達目標

・ロボット機構の機構解析手法と構造解析手法を修得すること．
・ロボット制御のシミュレーション手法を修得すること．
・解析手法に基づくロボット設計を通して，その上流工程を実施できる能力を修得すること．

事前に履修しておくことが望まれる科目

　本演習では，機構解析，構造解析および制御系解析に基づくロボットの設計を行うため，関連する専門科目として，CAD演習，ロボット機構学，制御工学Ⅰ，機械製図学，力学Ⅰ，力学Ⅱ，材料力学Ⅰなどを履修しておくことが望ましい．

授業スケジュール

授業回数/
担当教員（複数担当の場合） 		テーマ
キーワード・文献・補足事項等
1

ガイダンス︓対面形式で実施（追加案内がある場合はmanaba+Rにて周知する）
⾼速1⾃由度ロボットの設計︓機構・構造解析(1)

概要説明（授業のねらいと課題の概要，Solid EdgeとMATLABの説明）
解析に基づくリンク形状の設計

2

高速1自由度ロボットの設計：機構・構造解析(２)

解析に基づくリンク形状の設計

3

高速1自由度ロボットの設計：機構・構造解析(３)

解析に基づくリンク形状の設計

4

高速1自由度ロボットの設計：機構・構造解析(４)

解析に基づくリンク形状の設計
機構・構造解析レポート提出（次の授業日の前日の23:59まで）
機構・構造解析レポートの内容の確認（次の授業日以降）

5

高速1自由度ロボットの設計：制御系解析(１)

制御系解析(モデル化誤差がない場合)

6

高速1自由度ロボットの設計：制御系解析(２)

制御系解析（モデル化誤差がない場合）

7

高速1自由度ロボットの設計：制御系解析(３)

制御系解析（モデル化誤差がある場合）

8

高速1自由度ロボットの設計：制御系解析(４)

制御系解析(モデル化が誤差ある場合)
制御系解析レポートの提出（次の授業日の前日の23:59まで）
制御系解析レポートの内容の確認（次の授業日以降）

9

多⾃由度ロボットの設計(1)

多自由度ロボットの設計課題の説明
多自由度ロボットの設計目的の設定と関節構造の検討
多自由度ロボットの動作イメージの検討

10

多自由度ロボットの設計(２)

多自由度ロボットの関節とリンクの設計
多自由度ロボットの機構解析と構造解析

11

多自由度ロボットの設計(３)

多自由度ロボットの制御系設計
多自由度ロボットの制御シミュレーション

12

多自由度ロボットの設計(４)

多⾃由度ロボットの機構・構造解析と制御系解析

13

多自由度ロボットの設計(５)

多⾃由度ロボットの設計レポートの内容の確認
多⾃由度ロボットの設計のスライド提出（提出物はパワーポイント形式のスライド．提出期日は次の授業日の前日の23:59まで）

14

多自由度ロボットの設計のプレゼンテーション

多⾃由度ロボットの設計レポートの内容の確認
優秀設計者による多自由度ロボットの設計のプレゼンテーション

授業実施形態

全14回を対面授業にて実施する．

授業外学習の指示

　ロボットの機構解析，構造解析，制御系解析，およびロボットの設計に関わる専門科目を復習すること．また，関連する技術トピックスについて積極的に学習すること．

成績評価方法

種別 割合(%) 評価基準等
定期試験（筆記） 0

レポート試験
（統一締切日を締切とするレポート）		 0

上記以外の試験・レポート、平常点評価
（日常的な授業における取組状況の評価）		 100

出席状況を評価する．原則として全授業に出席すること．
「機構・構造解析レポート」，「制御系解析レポート」，および「多⾃由度ロボットの設計スライド」を評価する．レポートは，課題と解析結果，および結果の正当性と妥当性の検証などを論⽂形式でわかりやすく記すこと．スライドは，行った設計と解析，運動制御の結果がわかりやすく説明できるものとすること．⾃⾝のアイデアに積極的に取り組み，それを盛り込んだ優秀なレポートやスライドは⼤きく加点し，提出/再提出遅れは減点する．

成績評価方法(備考)

次の⼆つが単位取得のための必要条件となる．
・授業の2/3以上に出席すること．
・⾼速1⾃由度ロボットの「機構・構造解析レポート」と「制御系解析レポート」，および「多⾃由度ロボットの設計スライド」が受理されること（提出するだけでなく，受理されることが必要）．

受講および研究に関するアドバイス

　ロボットの機構・構造解析と制御系解析に基づいてロボットを設計することは，次世代ロボットの研究開発に不可⽋なロボット設計の上流⼯程を体験することである．このような能⼒は⾼度化した産業界が熱望する重要なスキルなので，ぜひ積極的に取り組んでほしい．

教科書

書名 著者 出版社 ISBNコード 備考
ロボット機構学(改訂版) 永井 清，土橋 宏規 コロナ社 978-4339045093

教科書(使用頻度、その他補足)

　教科書は，機構解析やDH記法の適用，多自由度ロボットの設計など、ロボット機構学を必要とする際に随時利用します．

参考書

書名 著者 出版社 ISBNコード 備考
ロボット制御基礎論 吉川恒夫 コロナ社 978-4339041309
材料力学 日本機械学会 日本機械学会 978-4888981583
演習材料力学 日本機械学会 日本機械学会 978-4888981989

参考書(使用頻度、その他補足)

 参考書は，授業に関連した発展的トピックスの説明のため，数回程度利用する．上記の参考書のほか，課題の遂行に応じて適宜，三次元CAD，機構解析，構造解析，ロボットの運動制御に関連する論文や書籍，HPなどを参考にすること．

参考になるwwwページ

授業内外における学生・教員間のコミュニケーションの方法

manaba+R,その他(教員より別途指示）

備考

授業時間外に演習を行うには，WindowsPCと本授業で使用するソフトウェアが必要となる．授業開始後速やかに準備することが望ましい．
【科目ナンバリング・カリキュラムマップはこちらから/Click here to see the Curriculum-Map and Course-Numbering】
URL:https://secure.ritsumei.ac.jp/students/pathways-future/course/curriculum.html/