自由度是機器人的一個重要技術指標，它是由機器人的結(jié)構(gòu)決定的，并直接影響到機器人的機動性。

1. 剛體的自由度

物體上任何一點都與坐標軸的正交集合有 關。物體能夠?qū)ψ鴺讼颠M行d立運動的數(shù)目稱為 自由度(Degree of Freedom,DOF)。物體所能 進行的運動包括(見圖1-3):

沿著坐標軸ox 、oy 和oz 的三個平移運動T₁ 、T₂ 和 T₃;

繞著坐標軸ox 、0y 和oz 的三個旋轉(zhuǎn)運動R₁ 、R2 和R₃。

這意味著物體能夠運用三個平移和三個旋轉(zhuǎn)，相對于坐標系進行定向和運動。

一個簡單物體有六個自由度。當兩個物體間確立起某種關系時，每一物體就對另一物 體失去一些自由度。這種關系也可以用兩物體間由于建立連接關系而不能進行的移動或轉(zhuǎn) 動來表示。

2. 機器人的自由度

人們期望機器人能夠以準確的方位把它的末端執(zhí)行裝置或與它連接的工具移動到給定 點。如果機器人的用途是未知的，那么它應當具有六個自由度。不過，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自由度。例如，要把一個球放到空間某個給定位 置，有三個自由度就足夠了。

一般情況下，機器人機械手的手臂具有三個自由度，其他的自由度數(shù)為末端執(zhí)行裝置所具有。當要求某一機器人鉆孔時，其鉆頭需要轉(zhuǎn)動。不過，這一轉(zhuǎn)動總是由外部的馬達 帶動的，因此，不把它看作機器人的一個自由度。這同樣適用于機器人的機械手。機械手 的夾手應能開閉。不過，也不能把夾手的這個開閉所用的自由度當作機器人的自由度之 一，因為這個自由度只對夾手的操作起作用。這一點是很重要的，需要記住。