Co to jest kinematyka przestrzenna?

Kinematyka przestrzenna jest używana do opisania ruchu obiektu w przestrzeni trójwymiarowej.Kolano zginające się do stawu lub ruch robotycznego ramienia są przykładami kinematyki przestrzennej.

Wyobraź sobie zginanie ramienia.Jak mierzysz odległość jego ruchu?Czy mierzyłbyś od czubka palców lub łokcia?Gdy ramię się wygię, części zejdą w dół, części poruszają się w górę.W jakim kierunku porusza się?Różne części ramienia poruszają się z różnymi prędkościami.Jak zmierzyć, jak szybko się porusza?

W przeciwieństwie do podstawowej kinematyki, która bada ruch obiektów wzdłuż linii prostej, kinematyka przestrzenna jest bardziej złożona.W podstawowej kinematyce potrzebujesz tylko dwóch stałych punktów, początkowego i zakończenia, aby opisać ruch.Na przykład samochód prowadzący prostą drogę między dwoma miastami.Za pomocą tych dwóch punktów można zmierzyć jego prędkość, prędkość, czas podróży i odległość podróży.W kinematyce przestrzennej ruch obiektu należy zmierzyć z serii punktów wzdłuż całego zakresu ruchu.

Używając więcej niż jednego ustalonego punktu, naukowcy i inżynierowie mogą rozbić trójwymiarowy ruch w matrycy jedno wymiarowe ruchy.Pomiary te są następnie podłączone do formuł, które pozwalają im naukowo opisywać, jak porusza się obiekt.

Kinematyka przestrzenna jest bardzo ważna w dziedzinie robotyki.Aby zaprogramować robota, aby przedłużyć rękę i coś złapać, wchodzi wiele złożonych formuł.Ruch robotycznego ramienia nie występuje na jednej linii prostej.Seria mechanizmów musi wywierać określoną siłę w określonym kierunku, aby doprowadzić ramię do pewnej odległości od robota.

Lekarze również wykorzystali kinematykę przestrzenną do badania ruchu ludzi z kończynami protez.W jednym badaniu, w Walter Reed Army Medical Center, pacjent był pokryty światłem emitującymi diodami i nakręcony specjalnym aparatem, gdy szli z protetyczną nogą.Obrazy zostały przekazane do komputera, a diody wykorzystano do utworzenia modelu ruchu pacjentów.Każda dioda może reprezentować stały punkt i pozwolił lekarzom obiektywnie zmierzyć sposób poruszania się pacjentem z protezą.