機械原理中什麼是自由度

1. 什麼是機械自由度

自由度是說「自由運動空間的維數」。
譬如一個構件，在空間上完全沒有約束，那麼它可以在3個正交方向上平動，還可以有三個正交方向的轉動，那麼就有6個自由度。約束增加，自由度就減少，如果該構件的所有運動都被限制，那自由度就是0（相對慣性坐標系靜止的構件）。

2. 什麼是機器人的自由度

根據機械原理，機構具有確定運動時所必須給定的獨立運動參數的數目（亦即為了使機構的位置得以確定，必須給定的獨立的廣義坐標的數目），稱為機構自由度，其數目常以F表示。

如果一個構件組合體的自由度F>0，他就可以成為一個機構，即表明各構件間可有相對運動；如果F=0，則它將是一個結構（structure），即已退化為一個構件。

機構自由度又有平面機構自由度和空間機構自由度。一個原動件只能提供一個獨立參數。

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計算平面機構自由度的注意事項：

1、復合鉸鏈：兩個以上的構件在同一處以轉動副相聯。復合鉸鏈處理方法:如有K個構件在同一處形成復合鉸鏈，則其轉動副的數目為（k-1）個。

2、局部自由度：構件局部運動所產生的自由度，它僅僅局限於該構件本身，而不影響其他構件的運動。局部自由度常發生在為減小高副磨損而將滑動摩擦變為滾動磨擦所增加的滾子處。處理方法：在計算自由度時，從機構自由度計算公式中將局部自由度減去。

3、虛約束：對機構的運動實際不起作用的約束。計算自由度時應去掉虛約束。虛約束都是在一定的幾何條件下出現的。