Kinematika studuje pohyb bez ohledu na síly. Odpovídá na otázku, kam robot letí, ne na to, jaký točivý moment je k dosažení tohoto bodu potřeba. Dopředná kinematika vypočítává polohu koncového efektoru z úhlů kloubů. Inverzní kinematika dělá opak: jaké úhly kloubů jsou potřeba při dané poloze?

Dopředná kinematika je přímočará. Vynásobte transformační matice od základny ke špičce. Inverzní kinematika je obtížnější. Může existovat více řešení. Některá mohou být mimo dosah. Rovnice nemusí mít žádné uzavřené řešení, což nutí numerické metody. Šestiosé robotické rameno má obvykle až osm inverzních kinematických řešení pro danou polohu.

Kinematické koncepty

• Stupně volnosti: nezávislé pohyby.
• Pracovní prostor: objem, kterého je robot schopen dosáhnout.
• Singularita: konfigurace, ve které robot ztrácí určitý stupeň volnosti.
• Jacobian: vztahuje rychlosti kloubů k rychlostem koncových efektorů.
• Redundance: více kloubů, než je potřeba pro danou pozici.

Kinematika je první věc, kterou se programátor robotů naučí. Určuje, zda robot dokáže dosáhnout bodu, jak rychle se tam může pohybovat a zda cestou narazí na singularitu. Singularity jsou obzvláště problematické. V singularitě ztrácí Jakobián svou hodnost a malé kartézské pohyby vyžadují obrovské rychlosti kloubů. Řídicí jednotky se jim vyhýbají plánováním drah, které se jim vyhýbají. Kinematika je čistá geometrie. Ignoruje hmotu, tření a gravitaci. Tato jednoduchost ji činí užitečnou jako první krok před vstupem do hry o dynamiku.