運動學(kinematics),理論力學的一分支學科,從幾何的角度研究物體的運動,這里的“運動”指機械運動,即物體位置的改變。
從幾何的角度(指不涉及物體本身的物理性質和加在物體上的力) 描述和研究物體位置隨時間的變化規律的力學分支。
研究的是運動本身,主要是表述物體的速度、加速度和空間位置這幾個量之間的大小和方向關系。單純的運動學研究不涉及物體的質量,也就不涉及到力;經常將物體抽象為質點或某個幾何形狀,研究特征點之間的速度、加速度、相對位置關系。
以角度、速度、加速度等列的方程是運動學方程
動力學是理論力學的一個分支學科,它主要研究作用於物體的力與物體運動的關系。
什么時候用運動學,什么時候用動力學。個人總結,當我們設計某個機器初期,研究其關鍵零部件的運動軌跡、速度使其滿足相應要求時,可以用運動學就可以;當研究如何使機器按照相應速度、加速度平穩的運行起來,涉及到控制時,就需要動力學分析。
以縱向受力情況或者側向受力情況列的等式方程是動力學方程
運動學主要研究的是對象物體的位姿-時間關系的學問,對於引起位姿變化的力一概不涉及。分為正向運動學和反向運動學。以工業6軸機械手為例:正向運動學的輸入量為各個關節的角度,輸出量為前端工具坐標系的位置與姿態。反向運動學則剛好相反,輸入量為工具的位置與姿態,輸出量為各個關節的角度(通常為多解)。對於引起位姿變化的各個私服電機的轉矩不予考慮。
動力學(運動力學)主要研究的是:對象物體在給定作用力下會產生什么樣的運動軌跡,或是為了實現某一指定運動軌跡應該施加怎樣的力的學問。在工業6軸機械手控制中,通常研究的是:為實現某一指定軌跡,求解各個關節伺服電機的瞬時輸出扭矩。