Was ist räumliche Kinematik?

räumliche Kinematik wird verwendet, um die Bewegung eines Objekts im dreidimensionalen Raum zu beschreiben. Eine Kniebiegung am Gelenk oder die Bewegung eines Roboterarms sind Beispiele für räumliche Kinematik. Wie würden Sie die Entfernung seiner Bewegung messen? Würden Sie an der Spitze der Finger oder des Ellbogens messen? Wenn sich ein Arm biegt, bewegen sich Teile davon nach unten, Teile davon gehen nach oben. In welche Richtung bewegt es sich? Verschiedene Teile des Arms bewegen sich mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten. Wie können Sie messen, wie schnell es sich bewegt?

Im Gegensatz zu grundlegenden Kinematik, die die Bewegung von Objekten in geraden Linien untersucht, ist die räumliche Kinematik komplexer. In der grundlegenden Kinematik benötigen Sie nur zwei Fixpunkte, den Start und der Ende, um Bewegung zu beschreiben. Ein Auto fährt beispielsweise eine Straße zwischen zwei Städten. Mit diesen beiden Punkten können Sie seine Geschwindigkeit, Geschwindigkeit, Reisedauer und die Entfernung der Reise messen. In der räumlichen Kinematik muss die Bewegung eines Objekts aus a gemessen werdenReihe von Punkten entlang des gesamten Bewegungsbereichs.

Durch die Verwendung von mehr als einem Fixpunkt können Wissenschaftler und Ingenieure die dreidimensionale Bewegung in eine Matrix einer dimensionalen Bewegungen zerlegen. Diese Messungen werden dann in Formeln angeschlossen, die es ihnen ermöglichen, wissenschaftlich zu beschreiben, wie sich ein Objekt bewegt.

räumliche Kinematik ist im Bereich der Robotik sehr wichtig. Um einen Roboter zu programmieren, um seinen Arm zu erweitern und etwas zu ergreifen, kommen viele komplexe Formeln ins Spiel. Die Bewegung eines Roboterarms tritt nicht an einer einzigen geraden Linie auf. Eine Reihe von Mechanismen muss eine bestimmte Menge Kraft in eine bestimmte Richtung ausüben, um den Arm in einen bestimmten Abstand vom Roboter zu bringen.

Ärzte haben auch räumliche Kinematik verwendet, um die Bewegung von Menschen mit Prothesen -Gliedmaßen zu untersuchen. In einer Studie wurde im Walter Reed Army Medical Center ein Patient mit Lichtausgabe bedecktDioden und filmten mit einer speziellen Kamera, als sie mit einem Beinprothese gingen. Die Bilder wurden in einen Computer eingespeist und die Dioden wurden verwendet, um ein Modell der Bewegung des Patienten zu bilden. Jede Diode könnte einen Fixpunkt darstellen und es den Ärzten ermöglichte, objektiv zu messen, wie sich ein Patient mit einer Prothese bewegte.