Analyse, Modellierung und Programmierung des Geige-spielens an ...

6. Aufbau
starr angebracht ist. Damit dieses Werkzeug seine Arbeit vollrichten kann, bedarf es aber
nicht nur der richtigen Position im Raum, sondern auch der richtigen Orientierung. Das
Werkzeug muss also in die richtige Richtung geneigt bzw. gedreht werden. Da es sich
hierbei wieder in allen drei Dimensionen bewegen können muss, sind drei zusätzliche
Freiheitsgrade von Nöten, wobei diese nicht zwangsläufig direkt oder in der Nähe des
TCP realisiert sein müssen. Wichtig ist nur, dass das Gesamtsystem sechs Freiheitsgrade
aufweist. Der menschliche Arm besitzt also einen “überflüssigen” Freiheitsgrad, wobei
dadurch mit Sicherheit fließendere und unkompliziertere Bewegungen möglich sind.
6.2.2. Arbeitsraum
Während die Beweglichkeit durch die Anzahl der Freiheitsgrade bestimmt wird, erschließt
sich der Arbeitsraum des Roboters hauptsächlich aus der Größe und Ausrichtung der
Glieder. Wenn man z. B. ein System aus sechs Freiheitsgraden durch Drehgelenken besitzt,
welche sich alle um dieselbe Axe drehen, so erhält man lediglich einen zweidimensionalen
Arbeitsraum. Genau dasselbe Phänomen tritt auf, wenn sechs Drehgelenke alle auf
einen Punkt fixiert sind, selbst wenn eine Drehung um jede Axe möglich ist. In diesem
Fall erhält man eine Sphäre als Arbeitsraum. Obwohl für manche Anwendungsgebiete
ein solcher Arbeitsraum ausreichend bzw. vorteilhaft sein kann, ist man im Allgemeinen
gewillt, einen möglichst großen Arbeitsraum in allen drei Dimensionen zu schaffen. Die
richtige Anordnung der Glieder in Position und Orientierung zueinander muss also gut
bedacht sein.
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