并联机器人自由度计算
并联机器人自由度计算
计算过程

并联机器人自由度计算
在分析并联机构自由度的时候发现了问题，经过一天的学习终于得到解决，本文将通俗地介绍如何计算并联机构的自由度。
计算过程
以下是我的并联机器人结构简图，是一个R-R-R-R-R-R-R-R机构。



Si中前三个数字是其转轴的方向s，后三个数字是原点指向关节的向量 r x s

通过求其矩阵的秩可以得到共有约束的个数为满秩 - 所求得的秩，即共有约束。

通过公式

F = d(n-g-1)+fi = (6-3)*(8 - 8 -1) + 8 = 5
计算结果与理论自由度相符

人类活在一个3D的世界，空间中每一点的坐标要有几个元素？采用笛卡尔坐标系，就可以用(X,Y,Z)给定位置，用X轴-Y轴-Z轴给定方位，所以空间上的点，我们需要给它六个元素，三个占位置，三个占方向，你才可以完整说出一个坐标系统。

通常我们看到的机器人会做成六轴，而每一点又有六个自由度，这两者是巧合吗？

如果有六个自由度要完成，需要几个轴？食堂有很多美食，人会觉得很多还是很困扰？很困扰。六个自由度对应六轴机器人，刚好match，自由度一定是一样多，那个解才是有限的。如果自由度超过需要的话，就会变成多余自由度，每多一个自由度就会多无限多选择，人要替它定。那如果自由度不够呢？空间六个自由度只有五轴，机器人有些地方就不能去。6是机器人的神奇数字。

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独立运动的数目称为自由度（DOF，degree of freedom)。物体所能进行的运动（见图1.
 3)有：

 

图表1.3 刚体的六个自由度
 
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、oy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端部执行装置或与它连接的工具移动到给定点。如果机器人的用途预先是不知道的，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（见图1.4(a))。又如，要对某个旋转钻头进行定位与定向，就需要五个自由度；这个钻头可表示为某个绕着它的主轴旋转的圆柱体（见图1.4(b)）。
机器人机械手的手臂一般具有三个自由度，其他的自由度数为末端执行装置所具有。
 
 

图表1.4 机器人自由度举例
 
当要求某一机器人钻孔时，其钻头必须转动。不过，这一转动总是由外部的马达带动的。因此，不把它看做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做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，必须记住。

 

图表1.5自由度与机动度
 
 
3.自由度与机动性
 
不能把自由度描述为一个事物对另一个事物的属性。图1.5(a)就是一例。图中，对于固定底座来说，点A没有自由度，点B有两个自由度，而点C有三个自由度。如果点D的位置被确定，那么用于移动D的关节C在理论上将是冗余的，尽管在实际上并没有这种需要。这时，可以认为关节C再没有自由度了，但具有机动度（degree
 of mobUity)。不过，如果CD是由定位点C来定向的，那么关节C就成为一个自由度，它能够使CD在一定范围内定向。如果要使CD指向任何方向，那么就需要另外两个自由度。
有两点值得记住：
（1）并不是所有的机动性都构成一个自由度。从所执行的作用来考虑，一个关节可能成为一个自由度，但是并非一成不变的。例如，在图1.5(b)中，尽管有很多关节数（五个）， 但是在任何情况下这台机器人的独立自由度不多于两个。
（2）一般不要求机器人具有六个以上的独立自由度，但是可以采用多得多的机动度。 弄清这一点对于建立机器人的控制是十分重要的。过多的自由度可能产生冗余自由度。尽管如此，仍然有人正在研究具有九个自由度的机器人，以求得到更大的机动性。

2008-09-11
psp有什么好游戏?自由度很高的
自由的高的游戏，如果不限定位动作游戏的话还是有一些的。
首先就是楼主所说的GTA，自由度高的典范。
然后楼上MM说的《怪物猎人》，同样超高自由度的动作游戏，推荐。
《魔界战记》，这个是PS2上作品的复刻版，是一款SRPG战棋游戏，自由度超高，想进行主线也可，想去各种迷宫培养角色也可，角色级别上限超高，各种职业也很丰富，只是无中文版。
《世界传说 光明神话》，这个是传说系列的一个外传性质作品，玩家操作原创的主人公在传说的世界里冒险，当然也可以让众多原作中的角色加入队伍一起战斗。游戏是自由度很高的任务制，有主线任务，但同时有着大量的支线任务，玩家可以随意进行自己的流程。  可惜本作也没有中...全部
自由的高的游戏，如果不限定位动作游戏的话还是有一些的。
首先就是楼主所说的GTA，自由度高的典范。
然后楼上MM说的《怪物猎人》，同样超高自由度的动作游戏，推荐。
《魔界战记》，这个是PS2上作品的复刻版，是一款SRPG战棋游戏，自由度超高，想进行主线也可，想去各种迷宫培养角色也可，角色级别上限超高，各种职业也很丰富，只是无中文版。
《世界传说 光明神话》，这个是传说系列的一个外传性质作品，玩家操作原创的主人公在传说的世界里冒险，当然也可以让众多原作中的角色加入队伍一起战斗。游戏是自由度很高的任务制，有主线任务，但同时有着大量的支线任务，玩家可以随意进行自己的流程。
可惜本作也没有中文版，但是流程很简单，语言上应该不成问题。
《最终幻想战略版 狮子战争》，这是当年PS上原作的强化移植版，还加入了FF12中的角色，一款战棋游戏。角色培养自由度很高，可以尝试多种不同职业技能的搭配组合，推荐，有中文版。
《大众高尔夫2》，一款清新的作品，很适合一个人放松或是和朋友对战。
《新牧场物语》，这个系列也是以高自由度著称的，有中文版。收起