Diplomarbeit (*.pdf - 5,3MB) - Faculty of Computer Science ...

Mehrkörpersystemen realisiert werden. Eine Übersicht einiger häufig
verwendeter Bindungselemente findet sich in Abbildung 2-9. Diese gehören
ausschließlich der Gruppe der holonomen Bindungen an. Somit hängen die
Bindungsgleichungen lediglich von den Lagekoordinaten ab. Mathematisch
können holonome Bindungen in fast beliebiger Ausartung beschrieben werden.
In technischer Hinsicht erfüllen jedoch nur wenige Ausprägungen eine
sinnvolle Funktion und sind mit den konventionellen Mitteln der
Produktionstechnik herstellbar. Diese Restriktionen schränken die Anzahl
theoretisch möglicher Bindungselemente stark ein. Aus den verbleibenden
Möglichkeiten lässt sich eine Auswahl von Standardgelenken ableiten, die je
nach Anzahl ihrer Freiheitsgrade klassifiziert werden kann.
Abb. 2-9 Übersicht Standardverbindungen [Webhofer04]
Man spricht in diesem Zusammenhang auch von kinematischen Ketten. Diese
bestehen aus einer endlichen Anzahl von Gliedern, die durch Gelenke
miteinander verbunden sind. Ein Gelenk lässt Bewegungen in bestimmten
Freiheitsgraden oder Relativbewegungen zwischen einzelnen Gliedern zu oder
schränkt sie ein. Kinematische Ketten können als offene oder geschlossene
Strukturen ausgeprägt sein (Abbildung 2-10).
Fasst man nun mehrere hierarchische Ketten in einem Gesamtsystem
zusammen, so ergibt sich ein hierarchisches System, in dem die einzelnen
Objekte (Baugruppen) durch Beziehungen miteinander verknüpft werden. Die
Beziehungen entsprechen den durch den Freiheitsgrad der Bewegung und die
festgelegten Einschränkungen (Constraints) definierten Elementverbindungen.
In dem so modellierten Gesamtsystem können durch Manipulation weniger
Parameter verschiedene Konfigurationen des Modells erzeugt werden und
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