Mi a térbeli kinematika?

A térbeli kinematikát egy tárgy háromdimenziós térben történő mozgásának leírására használják.A térd hajlítója az ízületnél vagy a robotkar mozgásában a térbeli kinematika példái.

Képzelje el a kar hajlítását.Hogyan mérné a mozgásának távolságát?Megmérné az ujjak vagy a könyök hegyét?Amikor egy kar meghajol, annak részei lefelé mozognak, annak részei felfelé mozognak.Milyen irányba mozog?A kar különböző részei különböző sebességgel mozognak.Hogyan lehet megmérni, milyen gyorsan mozog?

Ellentétben az alapvető kinematikától, amely az objektumok egyenes vonalak mentén történő mozgását vizsgálja, a térbeli kinematika összetettebb.Az alapvető kinematikában csak két rögzített pontra van szüksége, a kezdéshez és a befejezéshez a mozgás leírásához.Egy autó, amely például két város között egyenes utat vezet.Ezzel a két ponttal meg tudja mérni a sebességet, a sebességet, az utazási időtartamot és az utazási távolságot.A térbeli kinematikában egy objektum mozgását a teljes mozgástartomány mentén egy sor pontból kell mérni.

Egynél több rögzített pont használatával a tudósok és a mérnökök háromdimenziós mozgást bonthatnak egy dimenziós mozgások mátrixába.Ezeket a méréseket ezután bedugják a képletekbe, amelyek lehetővé teszik számukra, hogy tudományosan leírják, hogyan mozog egy objektum.

A térbeli kinematika nagyon fontos a robotika területén.Annak érdekében, hogy egy robotot programozzon, hogy meghosszabbítsa a karját és megragadjon valamit, sok összetett képlet jön létre.A robotkar mozgása egyetlen egyenes vonalon nem fordul elő.A mechanizmusok sorozatának meghatározott erővel kell kifejteni egy adott irányba, hogy a kar bizonyos távolságra hozza a karját a robottól.

Az orvosok térbeli kinematikát is alkalmaztak az emberek protézis végtagokkal történő mozgásának tanulmányozására.Az egyik tanulmányban, a Walter Reed Hadsereg Orvosi Központjában, egy beteget fénykibocsátó diódákkal borítottak, és speciális kamerával forgatták, miközben protézis lábával sétáltak.A képeket számítógépbe adták, és a diódákat a beteg mozgásának modelljének kialakításához használták.Minden dióda egy rögzített pontot képviselhet, és lehetővé tette az orvosok számára, hogy objektíven mérjék meg, hogy a beteg miként mozogott protézissel.