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
32288:ロボット設計演習(5A) 2023 春セメスター 水1-2 理工学部 田 陽、永井 清 2

キャンパス

BKC

授業施設

プリズム情報処理演習室Ｐ３２

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︓Web形式で実施
Web講義のアクセス先は後⽇manaba+Rにて周知する．

※授業スケジュールは，BCPレベル1～2を想定して記載しています．
概要説明（ロボット設計演習のねらいと演習課題の概要），
使⽤ソフト（Solid Edge、MATLABなど）の説明

2

⾼速1⾃由度ロボットの設計︓機構・構造解析(１)

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(２)

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(３)

解析に基づくリンク形状の設計

5

⾼速1⾃由度ロボットの設計︓機構・構造解析(４)

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

6

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)

7 田先生代講

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)

8

⾼速1⾃由度ロボットの設計︓制御系解析(３)

制御系解析(モデル化が誤差ある場合)

9

⾼速1⾃由度ロボットの設計︓制御系解析(４)

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

10

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

11

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

12

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

13

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

14

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

15

多自由度ロボット設計プレゼンテーション

多⾃由度ロボットの設計のレポート提出（提出物はパワーポイント形式のスライド．
提出期日は前日の23:59まで）とプレゼンテーション

授業実施形態

BCP停止の場合は、BCPレベル0～2の記載どおりに授業が行われます。
During the suspension period of BCP, classes will be as described in BCP levels 0-2.

【BCPレベル1~2の場合 / In the case of BCP level 1-2】
・第1回をWeb授業とする．基本的に対⾯授業とするが，第2回〜第15回と合わせて，1/2を超えない範囲でWeb授業とする．
・事情により、対⾯での出席ができない学⽣がいる場合には、Zoomによる同時配信を⾏う（Zoomを介して演習を⾏う場合には，SolidEdge学⽣エディションやMATLABのインストールが必要となりますが，詳細は第１回講義にて説明します）．
・授業関連データを，manaba+R(と必要な場合はOne Drive)に掲載し、manaba+Rを通じて案内する．

【BCPレベル3~4の場合 / In the case of BCP level 3-4】
・全15回オンライン授業とする．Zoomを利用しリアルタイム配信を行う．

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

授業で出題されたレポートおよびスライドを提出すること．その際，課題とその結果，および結果の正当性や妥当性の検証などを，論⽂形式でわかりやすく記すこと．課題を実施する際に，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に対しては⼤きく加点し，提出/再提出遅れは減点する．原則として全授業に出席すること．

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⾃由度ロボットの設計の「レポート」と多⾃由度ロボットの設計の「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．正当な理由なく提出/再提出が⼤幅に遅れた場合は受理しない）

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

教科書(使用頻度、その他補足)

参考書

書名 著者 出版社 ISBNコード 備考
ロボット機構学 永井 清、土橋 宏規 コロナ社 978-4339045192
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，数回程度利用します．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,学生との直接対話,その他(教員より別途指示）

備考

対面での受講が困難な場合、Windows系PC及び使用シフトの所有が必要となるため、事前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/