什么是空間運動學(Spatial Kinematics)？

空間運動學用于描述物體在三維空間中的運動。關節處的膝蓋彎曲或機械臂的運動都是空間運動學的例子。醫生們已經使用空間運動學來研究使用假肢的人的運動。想象一下手臂彎曲。你會怎么做測量它運動的距離？你是從指尖...

空間運動學用于描述物體在三維空間中的運動。關節處的膝蓋彎曲或機械臂的運動都是空間運動學的例子。

醫生們已經使用空間運動學來研究使用假肢的人的運動。想象一下手臂彎曲。你會怎么做測量它運動的距離？你是從指尖量還是從肘部量？當手臂彎曲時，它的一部分向下移動，一部分向上移動。它移動的方向是什么？手臂的不同部位以不同的速度運動，你如何測量它的移動速度？

機械臂的運動可以通過空間運動學來描述。與研究物體沿直線運動的基本運動學不同，空間運動學更為復雜。在基本運動學中，只需要兩個固定點，即起點和終點，描述運動。例如，在兩個城市之間的一條直線上行駛的汽車。用這兩個點可以測量它的速度、速度、持續時間和行駛距離。在空間運動學中，物體的運動必須從整個運動范圍內的一系列點來測量。使用多個固定點重點是，科學家和工程師可以將三維運動分解為一維運動的矩陣，然后將這些測量值插入公式中，使他們能夠科學地描述物體如何運動。空間運動學在機器人學領域中非常重要。為了編程機器人伸出手臂抓起東西，許多復雜的公式都起作用了。機械臂的運動不是在一條直線上發生的一系列的機械裝置必須在特定的方向上施加一定量的力，使手臂與機器人保持一定距離。醫生們還利用空間運動學來研究假肢人體的運動。在沃爾特里德陸軍醫療中心的一項研究中，一個病人被一個發光二極管覆蓋，當他們用假肢行走時，用一個特殊的攝像機拍攝下來。圖像被輸入計算機，二極管被用來形成病人運動的模型。每一個二極管都可以代表一個固定的點，醫生們可以客觀地測量病人在假肢行走時是如何移動的假肢。

發表于 2020-09-08 03:02
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分類：科學教育

什么是空間運動學(Spatial Kinematics)？

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