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标题: 自由度概念求详解 [打印本页]
作者: alone1234    时间: 2015-2-28 17:40
标题: 自由度概念求详解
机械设计中为什么引入自由度概念，有什么作用？
作者: 357909998    时间: 2015-2-28 18:30
自由度指的是力学系统的独立坐标的个数。它的引入简化了物体位置的确定方式。同时，在机械设计中对物体定位准确度也有很重要的帮助。
) C' a* C  ]7 v0 s. B* Z学的浅薄，仅此而已。
作者: alone1234    时间: 2015-2-28 19:32
本帖最后由 alone1234 于 2015-2-28 19:51 编辑 9 O& G# y) o& j0 g# e& k7 c" K9 a
357909998 发表于 2015-2-28 18:30
$ |. X/ M) k( M  i! j自由度指的是力学系统的独立坐标的个数。它的引入简化了物体位置的确定方式。同时，在机械设计中对物体定位 ...
8 \8 P4 }7 E, _! W0 n
理论上讲，一个机构具有六个自由度，即分别沿x y z 轴的平动，和分别绕x y z 轴的转动，就可以到达一定范围的任意位置并且摆出各种姿态，但在实际的设计中往往会超出六个，这是不是所谓的冗余呢？具有冗余度的机器人有什么优势呢？还有如果计算出机构具有六个自由度，如何判断这个机构分别具有上述的六种自由度，而不是有一个或者更多的重复的自由度呢？' R" m# f- N3 p6 w( M/ `3 R. T
3 b/ A" E9 {- G" {4 g+ q
作者: footleft    时间: 2015-2-28 19:32
怎样的人才会问这样的问题？文科生毕业后转行做机械设计？还是出租车司机转行做机械工程师?最最希望的是高中毕业自强不息、自学不坠青云之志的有志青年。(那也应该先读些基础知识才好啊)
作者: alone1234    时间: 2015-2-28 19:34
footleft 发表于 2015-2-28 19:32 - L, v( O+ D9 h) @) e! @/ K* V
怎样的人才会问这样的问题？文科生毕业后转行做机械设计？还是出租车司机转行做机械工程师?最最希望的是高中 ...

9 Z: Q  s# V5 L. g  c; K' Y" a$ A, B自己学着想做工业机器人机械臂，希望大神给些指点
) f1 W( B! T( w
作者: bbk1    时间: 2015-2-28 20:30
”实际设计中超过6个自由度。“无法想象。。。。我只知道按需要限制自由度。。。
作者: alone1234    时间: 2015-2-28 20:39
bbk1 发表于 2015-2-28 20:30
3 E+ K+ U' T$ t6 u7 I”实际设计中超过6个自由度。“无法想象。。。。我只知道按需要限制自由度。。。
$ t7 T* P/ _# q
不是要增加自由度来增加机械臂在有限空间的灵活度吗？
7 _1 |6 }2 m5 `
作者: bbk1    时间: 2015-2-28 20:45
本帖最后由 bbk1 于 2015-2-28 20:56 编辑 4 s4 v3 Q! ?( d! C7 ]4 D% D/ A% I" _
alone1234 发表于 2015-2-28 20:39
* Q7 [8 d$ q% {) r' Q) o) Z不是要增加自由度来增加机械臂在有限空间的灵活度吗？
6 e" L% h5 [% j

4 m( g5 q% `9 J2 r5 ?) b5 ]就算你增加自由度，也属于6个自由度之内吧？机械臂总需要“生根”吧？这样你至少需要限制一个方向的平移自由度，以及两个转动自由度，不同机构的自由度不能混算吧？% V7 i7 j5 w2 H2 s1 f: V( u1 ]+ o
没接触过机械臂，按仅有的一点机械原理知识回答的，不一定正确。
作者: alone1234    时间: 2015-2-28 20:53
bbk1 发表于 2015-2-28 20:45 - u# ^! z( f# W4 E. K
就算你增加自由度，也属于6个自由度之内吧？
( a: }# c) k8 w$ a! D
有可能有两个或者更多的自由度是完成同一种运动，比如沿x轴的平动，或者虽然你算出来是六自由度，但其中有可能有两个或者更多的自由度是完成同一种运动，比如沿x轴的平动，这样的话虽然是六自由度，却不能达到我们的要求
作者: bbk1    时间: 2015-2-28 21:01
本帖最后由 bbk1 于 2015-2-28 21:03 编辑
, v# g" N: L& V/ [
alone1234 发表于 2015-2-28 20:53
7 h8 y6 p! y4 x0 T$ {5 h- n有可能有两个或者更多的自由度是完成同一种运动，比如沿x轴的平动，或者虽然你算出来是六自由度，但其中有 ...

& Q& G4 w& z6 J/ g3 j
* Z2 T8 `) A8 ?重新翻了一下机械原理书，我好像错了。我把机构的“总自由度”和“局部自由度”搞混淆了。抱歉。
6 a5 s7 r& |! a4 @# ^4 B! Z但是我发现你也有点概念不清。。 不是多个自由度完成运动。我觉得应该是多个运动副合成运动。
  H7 d+ R" @( U2 d% v8 K并且，我觉得在3维空间中，一个坐标系中就只有6个自由度。
作者: alone1234    时间: 2015-2-28 21:23
自由度不是就是通过运动副计算得到的吗？
作者: alone1234    时间: 2015-2-28 21:24
bbk1 发表于 2015-2-28 21:01 - n# T, z# n' E/ P0 Q/ A; A
重新翻了一下机械原理书，我好像错了。我把机构的“总自由度”和“局部自由度”搞混淆了。抱歉。
! n0 L# t2 j! W; X+ \0 B! X但是 ...

* F) s$ ]9 o8 W0 a4 s% u. W5 J4 o/ f自由度不就是通过运动副计算得到的吗？
* [6 A2 k. L5 W: h4 w7 \* P# m
作者: 寂静天花板    时间: 2015-2-28 22:25
6个以上自由度，哪部教材这么写的，楼主已经颠覆机械原理常识了，可以拿诺贝尔奖了5 B, A& k. }3 q' _7 H8 G6 E. I3 H
[attach]346083[/attach]6 V8 `3 y, A; W# \& y- ?1 q6 G8 t
作者: bbk1    时间: 2015-2-28 22:39
alone1234 发表于 2015-2-28 21:24
3 y1 j' w& l. P6 p8 Q1 G0 Y! q自由度不就是通过运动副计算得到的吗？
4 K" \& K# y# J! a3 G
你基本概念都没有弄清楚。。。机械原理第一章。这个我不知道怎么说了。机构、构件、零件、约束、运动副。
作者: wdn36409    时间: 2015-2-28 23:01
本帖最后由 wdn36409 于 2015-2-28 23:07 编辑
$ a" E. t+ V3 y6 s# @, V* u! V2 e& J- \! h; Y" Z1 i. V% L
简单地说：$ [( Z: D' E8 m8 b
f=3n-2pL-pH=?,,,,,,f=1,才能使你设计的机构朝着要得唯一的方向运动。
2 G$ }' \! e- C* Z! r: F式中：f——自由度，n——机构件数，pL——低摩擦副，pH——高摩擦副。
" G  ?' b8 A1 e( K7 U+ j" pf=1，用一个驱动器即可。
作者: alone1234    时间: 2015-2-28 23:30
wdn36409 发表于 2015-2-28 23:01
. J' t8 m; v) u' C5 [4 y' `简单地说：
4 [5 B* i+ |0 Q7 g2 f5 Z. j' Ff=3n-2pL-pH=?,,,,,,f=1,才能使你设计的机构朝着要得唯一的方向运动。8 a* ?7 H+ n+ l4 `: A0 [7 V+ K8 N$ D) Z
式中：f——自由度，n— ...
. ]! Z: D7 w+ j
自由度等于几就需要几个驱动器吗？1 m2 l& j% {( Z/ Q
作者: alone1234    时间: 2015-2-28 23:41
寂静天花板 发表于 2015-2-28 22:25
* B0 Y: A/ n6 J- z6个以上自由度，哪部教材这么写的，楼主已经颠覆机械原理常识了，可以拿诺贝尔奖了
( I* [3 [  m% e! d9 ?( b! g, B
一个独立的构建当然最多有六个自由度，但是具有多个运动服的机构呢？
3 _( m9 r2 Y5 X$ V2 @; j7 i+ q( _
作者: 寂静天花板    时间: 2015-3-1 08:17
有书不翻，不搞懂基本概念，在这瞎问什么个劲。
/ U2 k4 I$ y, ]. u[attach]346084[/attach][attach]346085[/attach][attach]346086[/attach][attach]346087[/attach]
作者: alone1234    时间: 2015-3-1 08:37
寂静天花板 发表于 2015-3-1 08:17
) j1 L; v" j9 {) D  \有书不翻，不搞懂基本概念，在这瞎问什么个劲。

! p$ ^* K0 [4 P* w& ]2 w) A那我问你w有没有可能大于六？
作者: 阿强加油    时间: 2015-3-1 10:20
机构是用来传递运动和力的，不仅机构的各构件要相对于机架能运动，而且当给定一个或数个独立运
3 z; w9 i) F% H6 M4 j7 v- m动时各构件的运动是确定的。 这样的机构就具备了确定的运动，! q' N8 U2 J7 l4 c0 [* T
才能有效地传递运动和力。 我们把机构中各构件相对于机架的所  y7 g" X- L" K
能有的独立运动的数目称为机构的自由度。 显然机构的自由度与
  B. A- L! L) N9 d1 S+ M1 Q2 p构件的总数、 运动副的类型和数量有关，以下仅讨论平面机构的自
# Q) w' ]2 G$ q" Y- v  `由度。
4 E7 @) Q' c7 Z  E- b8 S  Y设某一平面机构，除机架外共有个构件，即所谓的活动构$ ^* Z) x( ?. h6 u+ o0 ^
件。 又有PL 个低副和PH 个高副，它们把活动构件之间、 活动构
0 s' E6 E+ p  W. E件与机架之间联接起来。 这N个活动构件在未用运动副联接之, f. L% G; m& E- K; r; r
前共具有3N个自由度，当用PL 个低副和PH个高副联接之后，便2 C, b, T( d4 _; B
受到2 PL+ PH 个约束（每个低副引人两个约束，每个高副引人一
8 s' u2 w0 d: K个约束）。 显然，各构件相对机架的独立运动数，亦即机构自由度，
6 v( \7 z# c7 W. C/ P应为活动构件自由度的总数与运动副引人的约束总数之差，即
/ e3 L$ I$ d8 E' _# X+ ^- MF= 3 N一2P L 一PH 1 \  Q3 k0 n$ `6 N( V. ]4 o2 b; D
作者: alone1234    时间: 2015-3-1 14:18
寂静天花板 发表于 2015-3-1 08:17 , M. C; W- W* A- u" K4 @
有书不翻，不搞懂基本概念，在这瞎问什么个劲。

/ l/ v9 L2 K) J/ j* I我是诚心提问学习的，我有什么错误的地方请直接指出，证明你的实力，请勿吐槽
作者: BULINGBULING    时间: 2015-3-1 23:19
寂静天花板 发表于 2015-3-1 08:17
& {  w. b# }6 t: x有书不翻，不搞懂基本概念，在这瞎问什么个劲。

# M# c6 m; L' H$ `; f教育的是，但他是在学习，他是在说出他的问题他的理解，要么帮他解决，要么就教会他，君以带情绪回帖，望君思量自身
作者: bbk1    时间: 2015-3-5 21:30
本帖最后由 bbk1 于 2015-3-5 21:38 编辑
# I, e' f2 ^& l, }! D( ^
( [1 V1 b4 E; t机械手的自由度可以大于6。叫冗余自由度。
5 C- {, n1 k8 q% a0 {+ `由于一般机构的原动件都是和机架相连的，对于这样的原动件，只能给定一个独立的运动参数。在此情况下，为了使机构具有确定的运动，则机构的原动件数目应等于机构的自由度数目。
% M4 @3 J/ u# e* u这些都是《机械原理》里面的基本知识。楼主我建议你找本书看看。再在网上看看视频教程。



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