A kinematika az erők figyelembevétele nélkül vizsgálja a mozgást. Arra a kérdésre ad választ, hogy merre tart a robot, nem pedig arra, hogy mekkora nyomatékra van szüksége az odajutáshoz. Az előremenő kinematika az ízületi szögekből számítja ki az effektor pozícióját. Az inverz kinematika az ellenkezőjét teszi: adott a kívánt pozíció, milyen ízületi szögekre van szükség?

Az előre irányuló kinematika egyszerű. Szorozd meg a transzformációs mátrixokat az alaptól a csúcsig. Az inverz kinematika nehezebb. Több megoldás is létezhet. Némelyik elérhetetlen lehet. Az egyenleteknek nem feltétlenül van zárt alakú megoldásuk, ami numerikus módszereket kényszerít ki. Egy hattengelyes robotkarnak jellemzően akár nyolc inverz kinematikai megoldása is lehet egy adott pózhoz.

Kinematikai fogalmak

• Szabadsági fokok: független mozgások.
• Munkaterület: az a térfogat, amelyet a robot elérhet.
• Szingularitás: olyan konfiguráció, amelyben a robot elveszíti a szabadság egy bizonyos fokát.
• Jacobi-elmélet: az ízületi sebességeket az effektorvégek sebességeihez viszonyítja.
• Redundancia: több ízület, mint amennyi egy pózhoz szükséges.

A kinematika az első dolog, amit egy robotprogramozó megtanul. Ez határozza meg, hogy egy robot elérhet-e egy pontot, milyen gyorsan tud oda mozogni, és hogy útközben beleütközik-e egy szingularitásba. A szingularitások különösen problémásak. Szingularitásnál a Jacobi-féle mozgás veszít a rangjából, és a kis derékszögű kartéziánus mozgások hatalmas ízületi sebességeket igényelnek. A vezérlők úgy kerülik el ezeket, hogy olyan útvonalakat terveznek, amelyek távol maradnak. A kinematika tiszta geometria. Figyelmen kívül hagyja a tömeget, a súrlódást és a gravitációt. Ez az egyszerűség teszi hasznossá első lépésként, mielőtt a dinamika belépne a képbe.