[Springer handbook] 2. Kinematics - 2.1 Overview

Robotic mechanisms

따로 언급이 있지 않는 한 여기서는

systems of rigid bodies connected by joints

를 의미함

position and orientation of a rigid body in space

Robot kinematics는 pose, velocity, acceleration, 그리고 mechanism을 이루는 body들의 pose의 모든 higher-order derivatives를 묘사함

Kinmatics는 motion을 유도하는 forces/torques를 다루지 않기 때문에, 이번 챕터에서는 pose와 velocity를 묘사하는데 초점을 맞춤

이는 앞으로 나올 dynamics (Chap. 3), motion planning (Chap. 7), motion control (Chap. 8) algorithms의 기본요소임

Body들이 연결될 수 있는 수 많은 topology들 가운데 로보틱스에서는 serial chain과 fully parallel mechanism 두 가지가 특히 중요함

A system of rigid bodies in which each member is connected to two others, except for the first and last members that are each connected to only one other member.
ex) 6-DOF manipulator

One in which there are two members that are connected together by multiple chains of other members and joints.
In practice, each of these chains is often itself a serial chain.
ex) Stewart platform

이번 챕터에서는 serial chain에 적용할 수 있는 알고리즘들에 중점을 둠 (parallel mechanism은 Chap. 18을 참조)

또 다른 중요한 topology로는 tree structure가 있음

Closed loop가 없다는 점에서 serial chain과 비슷하지만, 한 링크에 여러 링크가 연결되어 multiple branches를 형성할 수 있다는 점에서 다름
Serial chain은 tree structure의 special case라고 볼 수 있음 (tree structure with no branches)
ex) Quadruped robot