Co to jest kinematyka przestrzenna?
Kinematyka przestrzenna jest używana do opisania ruchu obiektu w przestrzeni trójwymiarowej. Zginanie kolana w stawie 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 prostych, 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 na podstawieSeria punktów wzdłuż całego zakresu ruchu.
Przy użyciu więcej niż jednego ustalonego punktu naukowcy i inżynierowie mogą podzielić 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 określonej odległości od robota.
Lekarze używają również kinematyki przestrzennej do badania ruchu ludzi z protezą kończyn. W jednym badaniu, w Walter Reed Army Medical Center, pacjent był pokryty emisją światłaDiody i nakręcone specjalnym aparatem, gdy szli z protetyczną nogą. Obrazy zostały przekazane do komputera, a diody wykorzystano do utworzenia modelu ruchu pacjenta. Każda dioda może reprezentować stały punkt i pozwolił lekarzom obiektywnie zmierzyć sposób poruszania się pacjentem z protezą.