授業科目

MデザインC
Mechanical Design C

担当者

教授   林 憲玉
前 月1/月2
助教   有馬 隆司
前 月1
助教   張 斌
前 月1/月2

単位

2

到達目標

この授業の達成目標は、受講生が(1)機械システムの基本設計を学ぶこと、(2)ロボットの製作を通して、具体的なものづくりを体験すること、(3)駆動要素および制御プログラムを理解すること、(4)基本的な制御の仕組みを理解すること、等を通じて機械工学、電気電子工学、制御工学の基礎知識を身につけられることである。また、機械工学科のカリキュラム・ポリシーの中で、本講義はものづくりを実践するために必要な機械設計、基礎電気回路を学ぶための基礎となる。

授業内容

グローバルエンジニアになるためには、「ものづくり」に必要な力学、設計、制御、電子工学などの基礎学習および機械工学実験・実習などの体験実習が必要である。この科目では、工学の基礎を活用するため、その対象としてロボットシステムを取り上げ、講義を行うとともに、小型ロボットの設計・製作を行う。また、コンピュータ上で制御プログラムを作成してICメモリにダウンロードし、ロボットを動かすことにより、その駆動原理および制御の仕組みを習う。この科目は、メカトロニクス、自動制御工学などの応用科目の基礎となる。

授業計画

講義資料は事前に配布する。各回の講義内容は以下のように予定している。しかし、順序は進行に合わせて変更することがある。予習として、(1)配布資料を予め読んでくること、(2)わからない用語があれば調べてみることが必要である。また、講義後の学習としては、講義で取り上げた内容について、復習が必要である。なお、予習・復習合わせて各回あたり約4時間の自己学習を想定している。
01.ロボットとは
02.倒立振子の運動方程式について 
03.班分け、基本的な電子部品について
04.加工法、ロボット材料について
05.駆動要素(サーボモータ、ギヤ)、Arduino(アルデュイーノ)について
06.ロボットの設計、センサについて
07.ロボットのベース部制作、基本プログラム作成
08.ロボットの駆動部制作、制御の概念について
09.ロボットのセンサ部作成、フィードバック制御について
10.ベース部、駆動部、センサ部の見直しおよび動作テスト
11.制御基本プログラム作成、Arduino(ロボット)に基本プログラムをアップロード
12.センサ情報を利用する制御プログラム作成、ロボットに制御プログラムをアップロード
13.倒立パフォーマンス
14.倒立振子ロボットのまとめ

授業運営

本科目は、講義形式による学習および2名1台のロボットシステムの製作による体験学習を行う。体験学習では、チームワークが非常に重要であるので、各自積極的に取り組んでほしい。ロボットは、基本的に提供したアルミ材、モーター、センサー等を使い、製作する。製作時の条件と競技ルールは、授業中に説明する。資料を配布する。

評価方法

製作したロボットのパフォーマンス、アイデア等30%、レポート70%の配分で評価する。但し、講義を4回以上欠席した者は評価の対象としない。

オフィスアワー

月曜日13:30~14:00(1-414号室、内線2011)

使用書

資料を配布する。

参考書

船田功(訳)『Arduinoをはじめよう』[オライリージャパン]

Copyright© 2017 Kanagawa University. All Rights Reserved.