ロボットメカニクス —機構学・機械力学の基礎—

詳細目次

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