Kinematika mempelajari gerakan tanpa perlu memikirkan gaya. Ia menjawab ke mana robot akan pergi, bukan torsi apa yang dibutuhkan untuk sampai ke sana. Kinematika maju menghitung posisi ujung efektor dari sudut sendi. Kinematika invers melakukan hal sebaliknya: diberikan posisi yang diinginkan, sudut sendi apa yang dibutuhkan?

Kinematika maju relatif mudah. ​​Kalikan matriks transformasi dari pangkal ke ujung. Kinematika invers lebih sulit. Mungkin ada beberapa solusi. Beberapa mungkin sulit dipecahkan. Persamaan mungkin tidak memiliki solusi bentuk tertutup, yang memaksa penggunaan metode numerik. Lengan robot enam sumbu biasanya memiliki hingga delapan solusi kinematika invers untuk posisi tertentu.

Konsep kinematika

• Derajat kebebasan: gerakan independen.
• Ruang kerja: volume yang dapat dijangkau robot.
• Singularitas: sebuah konfigurasi di mana robot kehilangan satu derajat kebebasan.
• Jacobian: menghubungkan kecepatan sendi dengan kecepatan ujung efektor.
• Redundansi: jumlah sendi lebih banyak daripada yang dibutuhkan untuk suatu pose.

Kinematika adalah hal pertama yang dipelajari oleh seorang pemrogram robot. Kinematika menentukan apakah robot dapat mencapai suatu titik, seberapa cepat robot dapat bergerak ke sana, dan apakah robot akan menabrak singularitas di sepanjang jalan. Singularitas sangat merepotkan. Pada singularitas, Jacobian kehilangan rank, dan gerakan Cartesian kecil membutuhkan kecepatan sendi yang sangat besar. Pengontrol menghindari singularitas dengan merencanakan jalur yang menjauhinya. Kinematika adalah geometri murni. Ia mengabaikan massa, gesekan, dan gravitasi. Kesederhanaannya membuatnya berguna sebagai langkah awal sebelum dinamika masuk ke dalam pertimbangan.