一级大片在线观看丨亚洲精品成人片在线播放丨女性向av片在线观看免费丨丰满熟妇乱又伦丨成人日韩在线丨青青青青视频丨精品久久久久久亚洲综合网站丨中国浓毛少妇毛茸茸

機(jī)器人的自由度

自由度是機(jī)器人的一個(gè)重要技術(shù)指標(biāo)，它是由機(jī)器人的結(jié)構(gòu)決定的，并直接影響到機(jī)器人的機(jī)動(dòng)性。

1. 剛體的自由度

物體上任何一點(diǎn)都與坐標(biāo)軸的正交集合有關(guān)。物體能夠?qū)ψ鴺?biāo)系進(jìn)行獨(dú)立運(yùn)動(dòng)的數(shù)目稱為自由度（DOF，degree of freedom)。物體所能進(jìn)行的運(yùn)動(dòng)（見(jiàn)圖1. 3)有：

圖表1.3 剛體的六個(gè)自由度

沿著坐標(biāo)軸ox、oy和oz的三個(gè)平移運(yùn)動(dòng)T₁，T₂和T₃；

繞著坐標(biāo)軸ox、oy和oz的三個(gè)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)R₁，R₂和R₃。

這意味著物體能夠運(yùn)用三個(gè)平移和三個(gè)旋轉(zhuǎn)，相對(duì)于坐標(biāo)系進(jìn)行定向和運(yùn)動(dòng)。

一個(gè)簡(jiǎn)單物體有六個(gè)自由度。當(dāng)兩個(gè)物體間確立起某種關(guān)系時(shí)，每一物體就對(duì)另一物體失去一些自由度。這種關(guān)系也可以用兩物體間由于建立連接關(guān)系而不能進(jìn)行的移動(dòng)或。轉(zhuǎn)動(dòng)來(lái)表示。

2. 機(jī)器人的自由度

人們期望機(jī)器人能夠以準(zhǔn)確的方位把它的端部執(zhí)行裝置或與它連接的工具移動(dòng)到給定點(diǎn)。如果機(jī)器人的用途預(yù)先是不知道的，那么它應(yīng)當(dāng)具有六個(gè)自由度；不過(guò)，如果工具本身具有某種特別結(jié)構(gòu)，那么就可能不需要六個(gè)自由度。例如，要把一個(gè)球放到空間某個(gè)給定位置，有三個(gè)自由度就足夠了（見(jiàn)圖1.4(a))。又如，要對(duì)某個(gè)旋轉(zhuǎn)鉆頭進(jìn)行定位與定向，就需要五個(gè)自由度；這個(gè)鉆頭可表示為某個(gè)繞著它的主軸旋轉(zhuǎn)的圓柱體（見(jiàn)圖1.4(b)）。

機(jī)器人機(jī)械手的手臂一般具有三個(gè)自由度，其他的自由度數(shù)為末端執(zhí)行裝置所具有。

圖表1.4 機(jī)器人自由度舉例

當(dāng)要求某一機(jī)器人鉆孔時(shí)，其鉆頭必須轉(zhuǎn)動(dòng)。不過(guò)，這一轉(zhuǎn)動(dòng)總是由外部的馬達(dá)帶動(dòng)的。因此，不把它看做機(jī)器人的一個(gè)自由度。這同樣適用于機(jī)器人的機(jī)械手。機(jī)械手的夾手應(yīng)能開(kāi)閉。不過(guò)，也不能把夾手的這個(gè)開(kāi)閉所用的自由度當(dāng)做機(jī)器人的自由度之一，因?yàn)檫@個(gè)自由度只對(duì)夾手的操作起作用，這一點(diǎn)是很重要的，必須記住。

圖表1.5自由度與機(jī)動(dòng)度

3.自由度與機(jī)動(dòng)性

不能把自由度描述為一個(gè)事物對(duì)另一個(gè)事物的屬性。圖1.5(a)就是一例。圖中，對(duì)于固定底座來(lái)說(shuō)，點(diǎn)A沒(méi)有自由度，點(diǎn)B有兩個(gè)自由度，而點(diǎn)C有三個(gè)自由度。如果點(diǎn)D的位置被確定，那么用于移動(dòng)D的關(guān)節(jié)C在理論上將是冗余的，盡管在實(shí)際上并沒(méi)有這種需要。這時(shí)，可以認(rèn)為關(guān)節(jié)C再?zèng)]有自由度了，但具有機(jī)動(dòng)度（degree of mobUity)。不過(guò)，如果CD是由定位點(diǎn)C來(lái)定向的，那么關(guān)節(jié)C就成為一個(gè)自由度，它能夠使CD在一定范圍內(nèi)定向。如果要使CD指向任何方向，那么就需要另外兩個(gè)自由度。

有兩點(diǎn)值得記住：

（1）并不是所有的機(jī)動(dòng)性都構(gòu)成一個(gè)自由度。從所執(zhí)行的作用來(lái)考慮，一個(gè)關(guān)節(jié)可能成為一個(gè)自由度，但是并非一成不變的。例如，在圖1.5(b)中，盡管有很多關(guān)節(jié)數(shù)（五個(gè)）， 但是在任何情況下這臺(tái)機(jī)器人的獨(dú)立自由度不多于兩個(gè)。

（2）一般不要求機(jī)器人具有六個(gè)以上的獨(dú)立自由度，但是可以采用多得多的機(jī)動(dòng)度。 弄清這一點(diǎn)對(duì)于建立機(jī)器人的控制是十分重要的。過(guò)多的自由度可能產(chǎn)生冗余自由度。盡管如此，仍然有人正在研究具有九個(gè)自由度的機(jī)器人，以求得到更大的機(jī)動(dòng)性。