設計工学
海上技術安全研究所の紹介
海技研の研究内容
●船舶の安全
●環境保全とエネルギーの有効利用
●海上輸送の高度化
●海洋空間の利用技術
研究内容
スターリングエンジン
船のバリアフリー
MOVIE
魚ロボット
設計工学
内容
★もの作りのための設計
★実際の現場で役立つ設計
目的
★機械設計や機械作りの楽しさを知る。
★工学的な正しい考え方を身につける。
★ 機械を作り上げる能力を身につける。
様々な機械①
作業を能率的に行うための機械
様々な機械②
生活を便利にするための機械
様々な機械③
情報収集・情報処理のための機械
様々な機械④
機械を作るための機械
機械を作り上げるためには「設計」が必要
「機械設計」とは
●機械の形や構造を
考える過程。
●力学,製図,加工な
どの幅広い知識が必
要。
●考える能力が必要。
【設計例】魚ロボットの研究・開発
魚
海中ロボット
•高い推進効率
•高速遊泳
•優れた運動性能
•高効率推進
高速遊泳
多形式魚ロボット
の開発
優れた旋回性能
優れた加速性能
機敏な動き
力強さ
器用さ
どうやって,魚ロボットをおよがすの?
魚はいろいろな泳ぎをしている!
どうやって,魚ロボットをおよがすの?
①リボンのような動き
②体全体で水をおす
ニジマス型
せまいところ
もぬるぬる
ウナギ型
④おひれをパタパタ
③「つばさ」をふる
はやい!
高性能!
力強い!
これでも
泳げる!
マグロ型
ハコフグ型
魚ロボットがおよぐ!
おひれを,しならせながら,ふるのがコツ!
どうすれば,魚ロボットはまがるの?
本ものの魚は,たくさんのひれをうまくつかっている!
どうすれば,魚ロボットはまがるの?
①おひれを左がわ
だけでふる
②体の形を
かえる
③その場で
急せんかい
魚ロボットはよくまがる!
おひれの動きだけで,よくまがる魚ロボットができる!
魚ロボットをもぐらせるには?
本ものの魚は,「うきぶくろ」をうまくつかっている!
魚ロボットをもぐらせるには?
①「つばさ」をつける
②おひれの向きをかえる
魚ロボットをもぐらせるには?
③「おもり」をつける
④「うきぶくろ」をつける
もぐる魚ロボット!
現在までに開発した魚ロボット
基本構造
旋回性能
推進性能
高速化
どうすれば,よくおよぐ魚ロボットができる?
考えるあたま
長い時間およぐ体力
力強いおひれ
見る,聞く,
感じる
スマートなボディ
すばやい動きを
させるメカ
なめらかに動
くおひれ
よくおよぐ魚ロボットができれば・・・
船をなおす
あたらしい船
工場をしらべる
魚をしらべる
海をしらべる
本講義について
1. 教科書として,「絵とき 機械設計 基礎の
きそ,日刊工業新聞社,2000円+税」を
準備すること。
2. 毎回,演習課題を行い,提出する(出席
点呼の代わり。成績評価に反映?)。
3. 期末テストを実施する。
4. 他の受講者の邪魔をしないこと(私語禁
止)。
5. http://www.nmri.go.jp/eng/khirata/design/
本日の課題(2002年度)
自転車はなぜ現在のような形になったのか。機
械設計の観点から考えなさい(下図参照)。
1817年
1870年
1879年
1928年
回答例
1817年
1870年
1879年
1928年
●安全性や操作性を向上させるため,だんだん現在の形に進
化(適応)してきた。
●直接前輪を駆動するより,チェーンを使った方が力と回転数
を調整できるし,シートの位置も比較的自由に決められる。
●足からペダルへ。ペダルから車輪へ。力の伝達がスムーズ
になり,速度も上昇するため。
●タイヤの大きさを同じにすることによって,コストを下げられる。
本日の課題(2003年度)
①携帯電話はなぜ現在のような形になったのか。機械
設計の観点から考えなさい。(下図参照)。
1980年
1991年
1995年
1999年
2003年
②将来の携帯電話はどのようになるのか考えなさい。
回答例
なぜ現在のような形になったのか?
●持ち運ぶ点で,小型化かつ軽量化が図られてきた。
●内蔵されている基盤と電池が小型化されてきた。
将来の携帯電話はどのようになるのか?
●マイクロチップを内蔵した携帯電話。自分の自己証明などを
マイクロチップに記憶させて,全ての買い物などが携帯電話一
つでできてしまう。
●ノートパソコンのような機能が付加され,便利になる。
●頭で考えるだけで話せるようになる。
●さらに小さくなり,身につけられるようになる。
本日の課題(2005年度)
未来の魚ロボットを考え,概要図と説明文を書きなさ
い。
●社会の役に立つロボットであること。
●「泳ぎがうまい」というメリットを活かすこと。
回答例
●未来の魚ロボットを考え,概要図と説明文を書きなさい。
回答例
回答例
回答例
回答例
回答例
回答例
回答例
回答例
本日の課題
①今後の講義を進めるにあたってのアンケートにご回
答ください。
②未来のマイクロロボットを考え,概要図と説明文を
書きなさい。(課題の練習として)
●社会の役に立つロボットであること。
●「小さい」というメリットを活かすこと。
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H18講義用スライド【ご挨拶】(MS-PowerPoint,2.7MB)