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Erschienen in:
2020 | OriginalPaper | Buchkapitel
Direkte Kinematik
verfasst von : Jörg Mareczek
Erschienen in: Grundlagen der Roboter-Manipulatoren – Band 1
Verlag: Springer Berlin Heidelberg
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Die Aufgabenstellung der direkten Kinematik besteht darin, für gegebene Gelenkvariablen (in der Regel Gelenkwinkel), Position und Orientierung (zusammen kurz: Lage) aller Manipulatorsegmente incl. Endeffektor zu berechnen. Ein solches Bewegungsmodell stellt eine wesentliche Grundlage für nahezu alle Bereiche der Entwicklung eines Manipulators dar.Benötigte mathematische Grundlagen werden in kleinen Schritten verständlich hergeleitet und an zahlreichen Beispielen veranschaulicht und geübt. Dies beinhaltet Koordinatensysteme, die Darstellung der Orientierung eines Körpers als Euler-Drehung sowie das Umkehrproblem (inverser Euler), die kompakte Darstellung von Translation und Rotation in Form einer homogenen Koordinatentransformation sowie die Umrechnung von Koordinatentransformationen mit Hilfe eines Transformationsgraphen.Mit diesem „Werkzeugkasten“ an Methoden wird schließlich ein Vorgehensrezept zur Erstellung der direkten Kinematik nach der DH-Konvention formuliert und an Beispielen veranschaulicht.