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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―

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―

  • 著者松元 明弘横田 和隆
  • 定価2,916円 (本体2,700円+税)
  • 判型A5
  • 196頁
  • ISBN978-4-274-20722-8
  • 発売日2009/06/17
  • 発行元オーム社

すべてのロボットシステム構築に通じる機械要素,機構学の基礎が図解でイチから学べる!

 実際のロボットづくりを念頭に図解でわかりやすく解説する「図解ロボット技術入門シリーズ」の一巻。
 本書は、ロボットにおける機械要素や機構、力学の基礎から、機構の設計までを種々の具体的な実例を通して解説するもの。
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