Vinkelaccelerationsrammer

Vinkelaccelerationsrammer er begrebet i mekanik og robotik, der beskriver reference rammer som er tæt knyttet til et roterende systems ændring i rotationshastighed. En vinkelaccelerationsramme er en koordinatsystem, hvis orientering og bevægelse i tid afspejler den vinkelrette ændring af rotationen, dvs. vinkelhastigheden ω(t) og vinkelaccelerationen α(t) = dω/dt. Sådan en ramme kan være fastgjort til eller følger et punkt eller en led i en mekanisme og anvendes til at forenkle beskrivelser af bevægelse og kræfter under hurtigt skiftende rotation.

Byggeri og egenskaber: En vinkelaccelerationsramme har en origin og tre ortonormale akser, der normalt roterer i takt med den mekanisme den følger. Når rammen er non-inertial og oplever vinkelaccelerationsfelt, må man tage højde for fiktive kræfter og torques i det dynamiske ligningssæt. Typisk vælges rammen således, at én akse sammenfaller med den aktuelle rotationsakse eller med retningen af vinkelaccelerationen for at forenkle beregningerne i kontrol og simulering.

Anvendelser: Konceptet bruges i kinematik og dynamik for at lette trajektorieplanlægning og kræftberegninger i robotarme og mekaniske systemer, hvor angular acceleration spiller en afgørende rolle for systemets respons. Det kan også være nyttigt i simulationsmodeller, hvor man ønsker at isolere effekter af ændringer i rotationshastighed i stedet for blot rotationen.

Relation til andre begreber: Begrebet står i forhold til roterende reference rammer, men lægger særlig vægt på aspekter af vinkelaccelerationen og dens rolle i dynamik og kontrol. Ikke alle kilder anvender termen universelt; i engelsk litteratur omtales tilsvarende ideer ofte som rotating reference frames eller frames tied to angular acceleration.