Kinematyka bada ruch, nie przejmując się siłami. Odpowiada na pytanie, dokąd robot się porusza, a nie na pytanie, jaki moment obrotowy jest potrzebny, aby się tam dostać. Kinematyka prosta oblicza położenie efektora końcowego na podstawie kątów połączeń. Kinematyka odwrotna działa odwrotnie: biorąc pod uwagę żądane położenie, jakie kąty połączeń są potrzebne?

Kinematyka prosta jest prosta. Mnożymy macierze transformacji od podstawy do wierzchołka. Kinematyka odwrotna jest trudniejsza. Może istnieć wiele rozwiązań. Niektóre mogą być poza zasięgiem. Równania mogą nie mieć rozwiązania w postaci zamkniętej, co wymusza stosowanie metod numerycznych. Sześcioosiowe ramię robota zazwyczaj ma do ośmiu odwrotnych rozwiązań kinematycznych dla danej pozycji.

Koncepcje kinematyczne

• Stopnie swobody: ruchy niezależne.
• Obszar roboczy: objętość, jaką robot może osiągnąć.
• Osobliwość: konfiguracja, w której robot traci stopień swobody.
• Jakobian: wiąże prędkości wspólne z prędkościami efektora końcowego.
• Nadmiarowość: więcej stawów, niż potrzeba do wykonania danej pozy.

Kinematyka to pierwsza rzecz, której uczy się programista robotów. Określa ona, czy robot może dotrzeć do punktu, jak szybko może się tam poruszać i czy po drodze napotka osobliwość. Osobliwości są szczególnie kłopotliwe. W osobliwościach Jakobian traci na znaczeniu, a małe ruchy kartezjańskie wymagają ogromnych prędkości wspólnych. Kontrolery unikają ich, planując ścieżki, które trzymają się z daleka. Kinematyka to czysta geometria. Ignoruje masę, tarcie i grawitację. Ta prostota sprawia, że ​​jest użyteczna jako pierwszy krok, zanim w grę wejdzie dynamika.