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Ingenieurwissenschaften Automatisierung – Robotik und Kinematik

14 KartenIngenieurwissenschaftenatrio26.10.2026Nur mit Link

Karteikarten zum Thema „Ingenieurwissenschaften“ · 14 Karten · von atrio. Beispiele: Was beschreibt die Vorwärtskinematik eines Roboters? · Worin besteht das…

Karten

14 Karten
STANDARD

Was beschreibt die Vorwärtskinematik eines Roboters?

Rückseite

Die Vorwärtskinematik berechnet Position und Orientierung des Endeffektors aus gegebenen Gelenkwinkeln über homologe Transformationen.

STANDARD

Worin besteht das Problem der Rückwärtskinematik?

Rückseite

Die Rückwärtskinematik sucht Gelenkwinkel für eine gewünschte Endeffektor-Pose – oft nicht-eindeutig, nicht-analytisch lösbar oder ohne Lösung außerhalb des Arbeitsraums.

STANDARD

Wofür stehen die vier Denavit-Hartenberg-Parameter?

Rückseite

θ (Gelenkwinkel), d (Versatz), a (Gliederlänge), α (Drehwinkel) – sie definieren die relative Lage zweier benachbarter Koordinatensysteme.

STANDARD

Wie viele Freiheitsgrade hat ein starrer Körper im Raum?

Rückseite

Sechs: drei translatorische (x, y, z) und drei rotatorische (Roll, Pitch, Yaw) – ein Roboter benötigt mindestens sechs Achsen für beliebige Posen.

STANDARD

Was ist die Jacobi-Matrix in der Robotik?

Rückseite

Sie stellt die lineare Abbildung von Gelenkgeschwindigkeiten auf Endeffektor-Geschwindigkeiten (linear und angular) her: v = J(q)·q̇.

STANDARD

Wann liegt eine Kinematische Singularität vor?

Rückseite

Wenn die Jacobi-Matrix rangverlustig wird (det(J)=0) – der Roboter verliert Bewegungsfreiheiten, Gelenkgeschwindigkeiten streben gegen Unendlich.

STANDARD

Wodurch unterscheidet sich ein revolutes von einem prismatischen Gelenk?

Rückseite

Revolutes Gelenk: Drehung um eine Achse (Variable θ). Prismatisches Gelenk: Translation entlang einer Achse (Variable d).

STANDARD

Was versteht man unter dem Arbeitsraum eines Roboters?

Rückseite

Die Menge aller im Raum erreichbaren Positionen (und Orientierungen) des Endeffektors – unterteilt in erreichbaren und dexterösen Arbeitsraum.

STANDARD

Was bedeutet Redundanz bei Robotern?

Rückseite

Mehr Freiheitsgrade als für die Aufgabe nötig (z. B. 7-Achs-Roboter für 6-DoF-Pose) – ermöglicht Hindernisvermeidung und Optimierung sekundärer Kriterien.

STANDARD

Wie wird ein Trajektorie von einem Pfad unterschieden?

Rückseite

Pfad: geometrische Kurve im Raum. Trajektorie: Pfad plus Zeitgesetz (Position, Geschwindigkeit, Beschleunigung als Funktion der Zeit).

STANDARD

Wofür dient die Manipulabilitätsellipse/-ellipsoid?

Rückseite

Visualisiert die Richtungsabhängigkeit der Endeffektor-Geschwindigkeit bei gegebener Gelenkgeschwindigkeit – Hauptachsen zeigen optimale Bewegungsrichtungen.

STANDARD

Was beschreibt die Dynamikgleichung M(q)q̈ + C(q,q̇)q̇ + g(q) = τ?

Rückseite

Newton-Euler- oder Lagrange-Dynamik: M=Masseträgheitsmatrix, C=Coriolis/zentrifugale Terme, g=Schwerkraftvektor, τ=Antriebsmomente.

STANDARD

Welche Aufgabe hat die Trajektorieplanung im Gelenkraum?

Rückseite

Berechnung zeitparameterisierter Gelenkverläufe q(t), q̇(t), q̈(t) für punkt-zu-punkt- oder Bahnen-Bewegungen unter Einhaltung von Geschwindigkeits-/Beschleunigungsgrenzen.

STANDARD

Was ist der Unterschied zwischen SCARA- und 6-Achs-Gelenkarmroboter?

Rückseite

SCARA: 4 DoF (3R+1P), steif in z-Richtung, für Montage/Handling. 6-Achs: 6R, volle räumliche Beweglichkeit, für komplexe Bahnen (Schweißen, Lackieren).

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