机器人的自由度,直接影响到机器人的机动性

自由度是机器人的一个重要技术指标，它是由机器人的结构决定的，并直接影响到机器人的机动性。

1. 刚体的自由度

物体上任何一点都与坐标轴的正交集合有 关。物体能够对坐标系进行d立运动的数目称为 自由度(Degree of Freedom,DOF)。物体所能 进行的运动包括(见图1-3):

沿着坐标轴ox 、oy 和oz 的三个平移运动T₁ 、T₂ 和 T₃;

绕着坐标轴ox 、0y 和oz 的三个旋转运动R₁ 、R2 和R₃。

这意味着物体能够运用三个平移和三个旋转，相对于坐标系进行定向和运动。

一个简单物体有六个自由度。当两个物体间确立起某种关系时，每一物体就对另一物 体失去一些自由度。这种关系也可以用两物体间由于建立连接关系而不能进行的移动或转 动来表示。

2. 机器人的自由度

人们期望机器人能够以准确的方位把它的末端执行装置或与它连接的工具移动到给定 点。如果机器人的用途是未知的，那么它应当具有六个自由度。不过，如果工具本身具有 某种特别结构，那么就可能不需要六个自由度。例如，要把一个球放到空间某个给定位 置，有三个自由度就足够了。

一般情况下，机器人机械手的手臂具有三个自由度，其他的自由度数为末端执行装置所具有。当要求某一机器人钻孔时，其钻头需要转动。不过，这一转动总是由外部的马达 带动的，因此，不把它看作机器人的一个自由度。这同样适用于机器人的机械手。机械手 的夹手应能开闭。不过，也不能把夹手的这个开闭所用的自由度当作机器人的自由度之 一，因为这个自由度只对夹手的操作起作用。这一点是很重要的，需要记住。