Kinematik und Robotik

verfasst von: Univ. Doz. Dr. techn. Mag. rer. nat. Manfred Husty, Univ. Doz. Dr. Sc. Adolf Karger, o. Prof. Dr. phil. Mag. rer. nat. Hans Sachs, o. Prof. Dr.-Ing. Dr. h.c. Waldemar Steinhilper

Verlag: Springer Berlin Heidelberg

Enthalten in: Professional Book Archive

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Über dieses Buch

Fundiert und methodisch sauber führt dieses Buch in die mathematischen und geometrischen Grundlagen der ebenen Kinematik sowie der Raum- und der Roboterkinematik ein. Anhand von zahlreichen Beispielen und einer Vielzahl von Illustrationen werden die hier verwendeten Verfahren erläutert. Die sehr allgemeine Darstellung versetzt den Leser in die Lage, neuartige Problemstellungen mit diesen Methoden zu bewältigen. Insbesondere wird die Übertragung auf den Computer erleichtert. Auch die klassischen Ergebnisse der ebenen und der Raumkinematik wurden so modern aufbereitet, dass ein nahtloser Übergang zu neuesten Forschungsergebnissen der Roboterkinematik geschaffen wird. Die Autoren sind namhafte Hochschullehrer aus Technik und angewandter Mathematik.

Inhaltsverzeichnis

Frontmatter

Kapitel 1. Ebene Kinematik

Zusammenfassung

Ebene Bewegungsvorgänge wurden historisch als erstes Teilgebiet der Kinematik einer eingehenden Analyse unterzogen. Ihre Untersuchung ist deshalb am weitesten fortgeschritten und die Beschäftigung mit ebenen Bewegun-gen kann auch heute als der empfehlenswerteste Einstieg in das Studium der Kinematik angesehen werden. Wir werden daher in diesem Kapitel ebene Bewegungsvorgänge behandeln und diese von der ersten bis zur vierten Differentiationsordnung untersuchen.

Manfred Husty, Adolf Karger, Hans Sachs, Waldemar Steinhilper

Kapitel 2. Raumkinematik

Zusammenfassung

Dieses Kapitel bringt eine Einführung in die Theorie räumlicher Bewegungs-vorgänge, die von der ersten bis zur dritten Differentiationsordnung unter-sucht werden. Bevor wir uns aber der Raumkinematik zuwenden, wollen wir in einem ersten Abschnitt eine anwendungsorientierte Einführung in die Theorie der Raumkurven, der Liniengeometrie und der Regelflächen voran-stellen. Hierbei setzen wir voraus, daß diese Objekte im dreidimensionalen euklidischen Raum E₃ (Anschauungsraum, Raum der Schulgeometrie) liegen. Den Raum E₃ beziehen wir dabei stets auf ein kartesisches Koordinatensy-stem {U; x, y, z} mit U als Koordinatenursprung. Die x—, y— und z—Achsen sind hierbei paarweise aufeinander orthogonal und wie in Abbildung 2.1 ori-entiert. Die im folgenden benützten Abbildungen sind im allgemeinen axo-nometnsche Darstellungen.

Manfred Husty, Adolf Karger, Hans Sachs, Waldemar Steinhilper

Kapitel 3. Robotik

Zusammenfassung

In diesem Kapitel wird die Geometrie der Bewegung des Endeffektors ei-nes Roboters studiert. Das Kapitel wird hiefür in drei Abschnitte eingeteilt. Im ersten Abschnitt wird das mathematische Rüstzeug für die Bearbeitung der einzelnen Aufgaben der Robotik zur Verfügung gestellt. Wir verwenden zur Behandlung der Raumkongruenzen wie im Kapitel Raumkinematik die Matrizendarstellung, welche jedoch noch um einen symbolischen Kalkül mit Koordinatensystemen erweitert wird. Für die spätere Verwendung im Rah-men der Geschwindigkeitsbetrachtungen führen wir in diesem Abschnitt auch lineare Vektorfelder und die Exponentialfunktion ein.

Manfred Husty, Adolf Karger, Hans Sachs, Waldemar Steinhilper

Kapitel 4. Kinetik und Dynamik der Mehrkörpersysteme

Zusammenfassung

In der Robotik ist es nicht nur wichtig, die Geometrie der Bewegung (Kinema-tik!), sondern auch ihre Ursachen, wie z. B. Antriebskräfte und -momente zu ermitteln. Dies ist Gegenstand der Dynamik, der Lehre von den Kräften und Momenten, die in Verbindung mit der Kinematik auch als Kinetik bezeichnet wird [60, 179].

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Backmatter

Titel: Kinematik und Robotik
verfasst von: Univ. Doz. Dr. techn. Mag. rer. nat. Manfred Husty
Univ. Doz. Dr. Sc. Adolf Karger
o. Prof. Dr. phil. Mag. rer. nat. Hans Sachs
o. Prof. Dr.-Ing. Dr. h.c. Waldemar Steinhilper
Verlag: Springer Berlin Heidelberg
Electronic ISBN: 978-3-642-59029-0
Print ISBN: 978-3-642-63822-0
DOI: https://doi.org/10.1007/978-3-642-59029-0

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Inhaltsverzeichnis

Frontmatter

Kapitel 1. Ebene Kinematik

Kapitel 2. Raumkinematik

Kapitel 3. Robotik

Kapitel 4. Kinetik und Dynamik der Mehrkörpersysteme

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