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メカトロニクス入門

科目
メカトロニクス入門
区分
機械システム学科科目群
授業コード
14682
開設セメスター
7S
曜日・時限
春 金/56
単位数
2単位
担当者名
鈴木 夏夫
授業の概要
機械工学(機構学、機械力学)と電気・電子工学(回路、インターフェース)の融合(統合)された分野が「メカトロニクス」で和製英語である。本講義では、主としてセンサ、アクチュエータなどの機械要素について行うが計算機とこれらの要素の間のインターフェースについても解説を行う。
到達目標
メカトロニクスシステムの構成要素は何かを把握できること。個々の要素の役割が説明できること。電気系と機械系がどのように結合しているかを把握でき、システムとしての性能を説明できること。
授業計画
テーマ
内容
授業を受けるにあたって
第1回目
1.メカトロニクスとは? メカトロニクスとは何か?
定義と歴史、システム構成などについて学習する。
*メカトロニクスとは何か?
教科書 第1章「メカトロニクス序論」に対応
第2回目
2.センサ 1 メカトロニクス機器に使用されているセンサにはどのようなものがあるか?
位置/変位センサ、速度センサについて学習する。
*センサとは何か?
教科書 第2章「センサ」 2.1~2.3に対応
第3回目
3.センサ 2 加速度センサ、力/トルクセンサについて学習する。*サーボ用センサの理解
教科書 第2章「センサ」 2.4~2.5に対応
第4回目
4.アクチュエータ 1 アクチュエータとは何か?
種類(分類)および電磁石(動電アクチュエータ)について学習する。
*アクチュエータとは何か?
教科書 第3章「アクチュエータ」 3.1~3.2に対応
第5回目
5.アクチュエータ 2 電気式モータのうち、サーボモータについて学習する。
DC/AC サーボモータ
*サーボ用アクチュエータ
教科書 第3章「アクチュエータ」 3.3~3.4に対応
第6回目
6.アクチュエータ 3 実用的アクチュエータ:
ブラシレスDCサーボモータ
ステッピングモータ
について学習する。
*実用サーボアクチュエータ
教科書 第3章「アクチュエータ」 3.5~3.6に対応
第7回目
7.アクチュエータ 4 その他のアクチュエータとして
ロボット用アクチュエータ、他
について学習する。
*応用面から見たアクチュエータ
第8回目
8.パワーエレクトロニクスアクチュエータの駆動回路について学習する。
映像メディアを用いて講義する予定。
*電気・電子回路と回路素子
(ダイオード、トランジスタなど)に関する基礎を学習する。
教科書 第4章「パワーエレクトロニクス」の一部に対応
第9回目
9.減速機構 1減速機の必要性とその基本(種類、特徴など)
について学習する。
線形/非線形 変換機構
*減速機の必要性
教科書 第5章「機構」 5.1&5.3に対応
第10回目
10.減速機構 2線形変換機構の入出力関係*減速機構や動力伝達機構の特徴と設計への応用
教科書 第5章「機構」 5.2に対応
第11回目
11.マイコン 1マイコンの構成、プログラミング言語、
インターフェースなどについて学習する。
教科書 第6章「マイクロコンピュータ」 6.1~6.2に対応
第12回目
12.マイコン 2マイコンインターフェース用の
電気的要素について学習する。
教科書 第6章「マイクロコンピュータ」 6.3に対応
第13回目
13.マイコン 3マイコンを用いたモータの制御の実際
について学習する。
教科書 第6章「マイクロコンピュータ」 6.4~6.5に対応
第14回目
14.ロボットとメカトロニクス適当なロボットについてメカトロニクスの観点からその特徴を概観する。*実際のロボットのシステム
教科書 第9章「メカトロニクスの事例」 9.2に対応
第15回目
15.試験基礎を確認するために試験を行う。範囲は全般的

教科書
土谷武士,深谷健一 共著、「メカトロニクス入門」第2版、森北出版(株)、2004、
ISBN4-627-94422-5.
参考文献
必要に応じて紹介する
成績評価方法
期末試験および出席状況
そのほか受講者への指示/メッセージ
機械と電気の両方の知識が要求されるが「習うより馴れる」ようにすること。

更新日:01/15/2007
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