ロボットメカニクス ―機構学・機械力学の基礎―

ロボット開発に必要な機構学、機械力学、メカトロニクスの基礎がわかる本

このような方におすすめ

ロボットづくりにかかわる研究をしようとしている大学生、大学院生
  • 著者松元 明弘・横田 和隆 共著
  • 定価2,808 (本体2,600 円+税)
  • A5 216頁 2018/12発行
  • ISBN978-4-274-50717-5
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本書は、2009年6月発行「図解ロボット技術入門シリーズ ロボットメカニクス ―構造と機械要素・機構―」の改題改訂版です。ロボット開発に必要な機構学、機械力学、機械要素の基礎知識を解説するとともに、ロボット設計・制御に必要な基礎的な数学やメカトロニクスの基礎を解説しています。

https://www.ohmsha.co.jp/book/9784274507175/
1章 ロボットメカニクスとは
2章 車輪型移動ロボットの構造と機構
3章 腕型ロボットの構造と機構
4章 脚型ロボットの構造と機構
5章 モータの特徴とその使い方
6章 ロボットの機械要素
7章 機構解析のための数学的基礎
8章 メカニズムの機構解析
9章 位置決め機構の構築
1章 ロボットメカニクスとは
 1・1 メカニズムとメカニクス
 1・2 この本の読み方

2章 車輪型移動ロボットの構造と機構
 2・1 車輪の数と配置
 2・2 左右独立駆動型の車輪機構
 2・3 1駆動1操舵型(FR型)の車輪機構
 2・4 1駆動1操舵型(FF型)の車輪機構
 2・5 全方向移動型の車輪機構
  [1] 3自由度独立駆動型
  [2] 4輪独立駆動型,3輪独立駆動型
 2・6 軌道の決め方
 2・7 自己位置の測り方
 2・8 ロボットアームとの類似性
 演習問題

3章 腕型ロボットの構造と機構
 3・1 自由度と関節
 3・2 マニピュレータの構造と種類
 3・3 作業領域と特異点
 3・4 マニピュレータの機構学
  [1] 関節変位と位置・姿勢
  [2] 一般的な解法
  [3] エンドエフェクタの姿勢
  [4] 関節速度と手先速度
 3・5 マニピュレータの力学
  [1] 静力学
  [2] 動力学
 演習問題

4章 脚型ロボットの構造と機構
 4・1 脚機構の種類
  [1] 脚機構の利点
  [2] 代表的な脚機構
  [3] 脚の本数
 4・2 歩容
 4・3 静歩行・動歩行
  [1] 静的安定性
  [2] 振子モデル
  [3] ZMP
  [4] CPG

5章 モータの特徴とその使い方
 5・1 DCモータの原理と構造
  [1] DCモータの原理
  [2] DCモータの構造
 5・2 DCモータの特性
  [1] DCモータの等価回路
  [2] 静特性
  [3] 動特性
  (a) DCモータの電気的特性
  (b) モータの機械的特性
 5・3 カタログの読み方
 5・4 回転量や回転速度を計るには
  [1] ポテンショメータ
  [2] エンコーダ
  [3] タコジェネレータ(tachogenerator)
 演習問題

6章 ロボットの機械要素
 6・1 機構の種類
  [1] 機構と線形変換・非線形変換
  [2] 機構の分類
 6・2 歯車
  [1] 歯車伝動機構と歯車の基礎
  [2] 歯車の種類
  [3] 歯車による速度と力の伝達
 6・3 ベルト
  [1] 平ベルト
  [2] Vベルト
  [3] 歯付きベルト(タイミング・ベルト)
 6・4 リンク機構
  [1] 平面4節リンク機構
  [2] スライダ・クランク機構
 6・5 カム
 6・6 ボールねじ
 6・7 軸と軸受
  [1] 滑り軸受
  [2] 転がり軸受
 演習問題

7章 機構解析のための数学的基礎
 7・1 位置姿勢の表現
 7・2 ベクトルと行列
  [1] ベクトル
  (a) ベクトルの内積
  (b) ベクトルの外積
  [2] 行列
  [3] 一次変換
 7・3 並進変換と回転変換
  [1] 点の並進移動
  [2] 点の回転運動の場合
  [3] 座標系の並進移動
  [4] 座標系の回転移動
 7・4 同次変換行列の導入
 7・5 回転変換行列の覚え方・導き方
 演習問題

8章 メカニズムの機構解析
 8・1 四節リンクの解析
 8・2 スライダクランクの解析
  [1] 幾何的な解法
  [2] ベクトルと複素数による解法
 8・3 CAEで作成したリンク機構の例
  [1] スコットラッセル式擬似直線運動機構
  [2] スライダクランク機構
  [3] スライダクランク機構の組合せ
 8・4 ロボット機構の動きやすさ
  [1] ヤコビ行列の定義
  [2] 特異点
  [3] 可操作度
  [4] 静力学との関連

9章 位置決め機構の構築
 9・1 位置決め機構の設計
  [1] エンコーダの選び方
  [2] モータおよび減速比の選び方
  [3] フィードバックの取り方
 9・2 加減速の決め方(カム曲線から計算機制御へ)
  [1] 加速と減速の基本
  [2] いろいろな加減速パターン
  (a) 等速運動(速度が不連続)
  (b) 等加速度運動(加速度が不連続)
  (c) 加速度が連続な運動
 9・3 機械システム開発のためのヒント
 9・4 精密位置決めのためのヒント