2017年度 メカノシステムデザイン   Mechano-System Design

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開講元
エンジニアリングデザインコース
担当教員名
堀江 三喜男  新野 秀憲  松村 茂樹  吉田 和弘 
授業形態
講義
曜日・時限(講義室)
木5-8(J231)  
クラス
-
科目コード
ESD.D501
単位数
2
開講年度
2017年度
開講クォーター
4Q
シラバス更新日
2017年9月13日
講義資料更新日
-
使用言語
日本語
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講義の概要とねらい

 メカノシステムを実現するためには,機械工学の基本的な考え方の修得が必須である。すなわち,それらシステムをデザインするためには材料力学,熱力学,流体力学,機械力学等に加えて,実際にシステムを制御するための制御技術,さらに制御装置を構築するための電子回路に関する知識も必要である。そこで本講義では,それらを各論として学ぶのではなく,包括的,総合的に学ぶ。代表的なメカノシステムとして,本講義では,ロボット,輸送機械(特に自動車),流体機械,産業機械(特に工作機械)等を対象とする。また本講義では,より理解を深めるために,座学だけではなく,実際に具体的なメカノシステムを見学し,その機能,構造を学習できるように配慮している。
 本講義では,機械系デザイン科目として,メカノシステムの機能および構造を理解し,それらを合理的にデザインし実現する上で必要不可欠な機械工学の基礎を築くことを目的とする。さらに,機械工学の応用に必要な基礎の理解と修得を図る。

到達目標

 本講義を履修することによって次の能力を修得する。
1) アクチュエータ,センサ,運動機構,運動制御システム,産業機械などの代表的なメカノシステムの機能と構造を説明できる。
2) メカノシステムを系統的にデザインできる。
3) メカノシステムを実現する上で必要な知識,プロセスおよび方法を説明できる。
4) メカノシステムを実現する際に基本的に重要となる機械工学の様々な方法論を駆使することができる。

キーワード

デザイン,機械要素,運動機構,メカトロニクス,産業機械

学生が身につける力

国際的教養力 コミュニケーション力 専門力 課題設定力 実践力または解決力
- - -

授業の進め方

代表的なメカノシステムを想定して解説を加えるとともに,実際に具体的なメカノシステムを見学し,その機能,構造を学習できるように配慮している。

授業計画・課題

  授業計画 課題
第1回 メカノシステムのデザイン入門 代表的なメカノシステムの概要の紹介
第2回 代表的なメカノシステムの設計原理・デザインメソドロジー 代表的なメカノシステムの設計原理およびデザインメソドロジーの理解
第3回 機械要素Ⅰ(メカノシステムを構成する軸受,直動案内とそれらのデザイン方法の詳述) 機械システム,ロボットに用いられる軸受,直動案内の理解
第4回 機構デザインⅠ(メカノシステムに多用される平面リンク機構,カム機構,ベルト機構とそれら解析・総合法を含むデザイン方法の詳述) 機械システム,ロボットに用いられる平面リンク機構,カム機構およびベルト機構の理解
第5回 機構デザインⅡ(メカノシステムに多用される空間シリアル/パラレルリンク機構,先進ポリマー機構とそれらの解析・総合法を含むデザイン方法の詳述) 機械システム,ロボットに用いられる空間シリアル機構/パラレルリンク機構の理解
第6回 機械要素Ⅱ(歯車,送りねじ等) 歯車,送りねじ等動力伝達用機械要素の基本
第7回 機械振動のモデル化と抑制(振動の複素数表示,周波数解析等) 複素数表示による振動の取扱の理解
第8回 メカノシステムにおける動力伝達機構(自動車,鉄道,船舶,風車等) 動力伝達系はなぜ必要か,トルクとパワーの理解
第9回 メカノシステムを駆動するアクチュエータ 各種アクチュエータの構造,動作原理および特性の理解
第10回 メカトロニクスシステムデザインⅠ 各種センサの構造,動作原理および特性と基礎的電子回路技術の理解
第11回 メカトロニクスシステムデザインⅡ 基礎的制御系設計手法の理解
第12回 産業機械の構成要素 産業機械の構造構成要素と全体システムの理解
第13回 産業機械の備えるべき基本特性 産業機械の基本機能と構造形態の理解
第14回 産業機械の設計とその流れ 産業機械を実現するための様々な構造設計方法論の理解
第15回 メカノシステムデザイン演習とディスカッション 理解度確認と総括

教科書

特になし。

参考書、講義資料等

講義時に資料を配付する。

成績評価の基準及び方法

機械工学の基本的な考え方,解析的手法,方法論,それらの応用に関する理解度を定量的に評価する。期末試験(50%),レポート(50%)で成績を評価する。

関連する科目

  • ESD.D403 : システムズエンジニアリング

履修の条件(知識・技能・履修済科目等)

特になし。

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