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什么是機(jī)械手自由度
發(fā)布時(shí)間：2018-09-04 點(diǎn)擊次數(shù)：307
機(jī)械手自由度，是指?jìng)魉蜋C(jī)構(gòu)機(jī)械手的運(yùn)動(dòng)靈活性。
概述
通常把傳送機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)稱為傳送機(jī)構(gòu)的自由度。人從手指到肩部共有27個(gè)自由度。而如將機(jī)械手的手臂也制成這樣多的自由度，既困難又不必要。從力學(xué)的角度分析，物件在空間只有6個(gè)自由度。因此為抓取和傳送在空間不同位置和方位物件，傳送機(jī)構(gòu)也應(yīng)具有6個(gè)自由度。常用的機(jī)械手傳送機(jī)構(gòu)的自由度還多為少于6個(gè)的。一般的專用機(jī)械手只有2～4個(gè)自由度，而通用機(jī)械手則多數(shù)為3～6個(gè)自由度（這里所說的自由度數(shù)目，均不包括手指的抓取動(dòng)作）[1] 。
機(jī)械手的每一個(gè)自由度是由其操作機(jī)的獨(dú)立驅(qū)動(dòng)關(guān)節(jié)來實(shí)現(xiàn)的。所以在應(yīng)用中，關(guān)節(jié)和自由度在表達(dá)機(jī)械手的運(yùn)動(dòng)靈活性方面是意義相通的。又由于關(guān)節(jié)在實(shí)際構(gòu)造上是由回轉(zhuǎn)或移動(dòng)的軸來完成的，所以又習(xí)慣稱之為軸。因此，就有了6自由度、6關(guān)節(jié)或6軸機(jī)械手的命名方法。它們都說明這一機(jī)械手的操作有6個(gè)獨(dú)立驅(qū)動(dòng)的關(guān)節(jié)結(jié)構(gòu)，能在其工作空間中實(shí)現(xiàn)抓取物件的任意位置和姿態(tài)。
自由度是指機(jī)械手各運(yùn)動(dòng)部件在三維空間坐標(biāo)軸上所具有的獨(dú)立運(yùn)動(dòng)數(shù)。
1、一個(gè)自由度
（1）一個(gè)直線運(yùn)動(dòng)，構(gòu)成直線。
（2）一個(gè)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，構(gòu)成曲線。
2、兩個(gè)自由度
（1）兩個(gè)直線運(yùn)動(dòng)，構(gòu)成平面。
（2）一個(gè)直線運(yùn)動(dòng)加一個(gè)在直線運(yùn)動(dòng)所在平面內(nèi)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，構(gòu)成平面。
（3）一個(gè)直線運(yùn)動(dòng)加一個(gè)不在直線運(yùn)動(dòng)所在平面內(nèi)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，構(gòu)成圓柱曲面。
3、三個(gè)自由度
（1）三個(gè)直線運(yùn)動(dòng)，構(gòu)成立方體。
（2）兩個(gè)直線運(yùn)動(dòng)和一個(gè)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，構(gòu)成圓柱體。
（3）一個(gè)直線運(yùn)動(dòng)和兩個(gè)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)構(gòu)成球體。
（4）三個(gè)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，構(gòu)成球體。
要達(dá)到空間任意一點(diǎn)，原則上需要3個(gè)運(yùn)動(dòng)軸，而把一件工具送到相對(duì)于工件的一定位置時(shí)又需要3個(gè)運(yùn)動(dòng)軸。因此，一臺(tái)通用機(jī)械手能夠達(dá)到空間的任意點(diǎn)，并將工具送到相對(duì)于工件的任意位置，最低限度需要6個(gè)運(yùn)動(dòng)軸。其中位置自由度3個(gè)，姿勢(shì)自由度3個(gè)。
