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機械社區

標題: 自由度概念求詳解 [打印本頁]
作者: alone1234    時間: 2015-2-28 17:40
標題: 自由度概念求詳解
機械設計中為什么引入自由度概念，有什么作用？
作者: 357909998    時間: 2015-2-28 18:30
自由度指的是力學系統的獨立坐標的個數。它的引入簡化了物體位置的確定方式。同時，在機械設計中對物體定位準確度也有很重要的幫助。9 {& E4 y1 j5 H
學的淺薄，僅此而已。
作者: alone1234    時間: 2015-2-28 19:32
本帖最后由 alone1234 于 2015-2-28 19:51 編輯
2 p' a: ?' z* l5 ?# `" Z
357909998 發表于 2015-2-28 18:30 $ g4 u" J- h% h1 W
自由度指的是力學系統的獨立坐標的個數。它的引入簡化了物體位置的確定方式。同時，在機械設計中對物體定位 ...
& T( |; ~( T# ]* [4 m- z
理論上講，一個機構具有六個自由度，即分別沿x y z 軸的平動，和分別繞x y z 軸的轉動，就可以到達一定范圍的任意位置并且擺出各種姿態，但在實際的設計中往往會超出六個，這是不是所謂的冗余呢？具有冗余度的機器人有什么優勢呢？還有如果計算出機構具有六個自由度，如何判斷這個機構分別具有上述的六種自由度，而不是有一個或者更多的重復的自由度呢？
) l. B+ M7 ^& s, c5 b# P+ m' F+ B" E. k7 ]- G. L: n. J
作者: footleft    時間: 2015-2-28 19:32
怎樣的人才會問這樣的問題？文科生畢業后轉行做機械設計？還是出租車司機轉行做機械工程師?最最希望的是高中畢業自強不息、自學不墜青云之志的有志青年。(那也應該先讀些基礎知識才好啊)
作者: alone1234    時間: 2015-2-28 19:34
footleft 發表于 2015-2-28 19:32 5 c& p% M5 Y( @
怎樣的人才會問這樣的問題？文科生畢業后轉行做機械設計？還是出租車司機轉行做機械工程師?最最希望的是高中 ...
0 y2 o" `. n/ o+ ^; q
自己學著想做工業機器人機械臂，希望大神給些指點" {* }, W  @! x9 E% A
作者: bbk1    時間: 2015-2-28 20:30
”實際設計中超過6個自由度。“無法想象。。。。我只知道按需要限制自由度。。。
作者: alone1234    時間: 2015-2-28 20:39
bbk1 發表于 2015-2-28 20:30
+ ]( P/ }* n  F7 j4 f& K9 |) d”實際設計中超過6個自由度。“無法想象。。。。我只知道按需要限制自由度。。。
: E; W' Q0 y9 v# {  q
不是要增加自由度來增加機械臂在有限空間的靈活度嗎？  k- L; L0 a$ Y& [5 Q, W. B
作者: bbk1    時間: 2015-2-28 20:45
本帖最后由 bbk1 于 2015-2-28 20:56 編輯 ! l8 ~/ |- h* ?
alone1234 發表于 2015-2-28 20:39
; U9 {4 E- L4 {* `& Q1 C* }# \9 V不是要增加自由度來增加機械臂在有限空間的靈活度嗎？

' h$ J; u6 A  O
: r9 v" D; ~+ \: H就算你增加自由度，也屬于6個自由度之內吧？機械臂總需要“生根”吧？這樣你至少需要限制一個方向的平移自由度，以及兩個轉動自由度，不同機構的自由度不能混算吧？
6 c! ~+ e- u+ S& a" n% f. H沒接觸過機械臂，按僅有的一點機械原理知識回答的，不一定正確。
作者: alone1234    時間: 2015-2-28 20:53
bbk1 發表于 2015-2-28 20:45 + J9 A4 Z$ x. J9 n
就算你增加自由度，也屬于6個自由度之內吧？

& Y, A# e8 B# k有可能有兩個或者更多的自由度是完成同一種運動，比如沿x軸的平動，或者雖然你算出來是六自由度，但其中有可能有兩個或者更多的自由度是完成同一種運動，比如沿x軸的平動，這樣的話雖然是六自由度，卻不能達到我們的要求
作者: bbk1    時間: 2015-2-28 21:01
本帖最后由 bbk1 于 2015-2-28 21:03 編輯
* R2 q, e9 @) ?8 {( R
alone1234 發表于 2015-2-28 20:53
) d+ i3 i$ D4 s% j7 |9 P有可能有兩個或者更多的自由度是完成同一種運動，比如沿x軸的平動，或者雖然你算出來是六自由度，但其中有 ...
' m; z6 V( L2 }

6 F( ]* P" h) U$ ]重新翻了一下機械原理書，我好像錯了。我把機構的“總自由度”和“局部自由度”搞混淆了。抱歉。- f8 M! {1 @9 }$ D) q* m3 {
但是我發現你也有點概念不清。。 不是多個自由度完成運動。我覺得應該是多個運動副合成運動。
+ l9 h1 Q7 |. t/ h并且，我覺得在3維空間中，一個坐標系中就只有6個自由度。
作者: alone1234    時間: 2015-2-28 21:23
自由度不是就是通過運動副計算得到的嗎？
作者: alone1234    時間: 2015-2-28 21:24
bbk1 發表于 2015-2-28 21:01 : ]9 X, t+ ^2 Z: [" }
重新翻了一下機械原理書，我好像錯了。我把機構的“總自由度”和“局部自由度”搞混淆了。抱歉。
8 [5 Y& O0 A4 y7 ]& J' C但是 ...

2 t' b8 L. G, c6 R5 m2 v自由度不就是通過運動副計算得到的嗎？! O0 U' c: R3 j4 I2 b' m/ G" H4 L# `
作者: 寂靜天花板    時間: 2015-2-28 22:25
6個以上自由度，哪部教材這么寫的，樓主已經顛覆機械原理常識了，可以拿諾貝爾獎了( v5 e8 I/ w( Q7 a# ^# A
[attach]346083[/attach]- d' ^+ r4 p; T& f! K% b9 J) x+ @: I' O
作者: bbk1    時間: 2015-2-28 22:39
alone1234 發表于 2015-2-28 21:24 0 Z% C4 M+ ~3 `# @  t9 c
自由度不就是通過運動副計算得到的嗎？

) N7 A, h8 c3 y1 ?7 j: C你基本概念都沒有弄清楚。。。機械原理第一章。這個我不知道怎么說了。機構、構件、零件、約束、運動副。
作者: wdn36409    時間: 2015-2-28 23:01
本帖最后由 wdn36409 于 2015-2-28 23:07 編輯
3 p, b9 \6 ^" o3 z) B8 q( E$ R: s8 E3 a2 y
簡單地說：
: I( o8 |( Q/ Z0 V3 E1 h) @f=3n-2pL-pH=?,,,,,,f=1,才能使你設計的機構朝著要得唯一的方向運動。
) J& C0 C% v4 \式中：f——自由度，n——機構件數，pL——低摩擦副，pH——高摩擦副。  D7 w, N( l) u) j* T
f=1，用一個驅動器即可。
作者: alone1234    時間: 2015-2-28 23:30
wdn36409 發表于 2015-2-28 23:01
( _1 @  H  l/ F, \. k! H簡單地說：
' [* S- ^9 A6 P8 Kf=3n-2pL-pH=?,,,,,,f=1,才能使你設計的機構朝著要得唯一的方向運動。! m1 f) L& l( ~
式中：f——自由度，n— ...

7 v, y# p+ B' }, ?3 T% s6 D自由度等于幾就需要幾個驅動器嗎？
/ b, [: |, x; m$ d7 i
作者: alone1234    時間: 2015-2-28 23:41
寂靜天花板 發表于 2015-2-28 22:25 9 _" |6 C7 w; z: I% e. T: w- B1 L
6個以上自由度，哪部教材這么寫的，樓主已經顛覆機械原理常識了，可以拿諾貝爾獎了
. k8 V) \& s9 `% K( H2 x
一個獨立的構建當然最多有六個自由度，但是具有多個運動服的機構呢？
! O1 ]- O% G# {9 R& e7 V5 u
作者: 寂靜天花板    時間: 2015-3-1 08:17
有書不翻，不搞懂基本概念，在這瞎問什么個勁。
: M+ @& O+ Z8 x' l7 }; h& q[attach]346084[/attach][attach]346085[/attach][attach]346086[/attach][attach]346087[/attach]
作者: alone1234    時間: 2015-3-1 08:37
寂靜天花板 發表于 2015-3-1 08:17
% g( T+ V+ w, N* r* [; |! K有書不翻，不搞懂基本概念，在這瞎問什么個勁。
1 |! q) ^+ P1 s
那我問你w有沒有可能大于六？
作者: 阿強加油    時間: 2015-3-1 10:20
機構是用來傳遞運動和力的，不僅機構的各構件要相對于機架能運動，而且當給定一個或數個獨立運
, R: {. K+ `2 ]& V( b  p% L動時各構件的運動是確定的。 這樣的機構就具備了確定的運動，
" a1 a7 [! \5 n' Q1 x  k才能有效地傳遞運動和力。 我們把機構中各構件相對于機架的所/ n1 D. T3 s" m9 p9 w
能有的獨立運動的數目稱為機構的自由度。 顯然機構的自由度與
+ M: L* E, d3 Q/ Q' H% G構件的總數、 運動副的類型和數量有關，以下僅討論平面機構的自
% v1 ^. h+ X: E# F, W. L0 s由度。 ) S! n( U/ _8 w
設某一平面機構，除機架外共有個構件，即所謂的活動構
. S% z; F5 Y# N3 V3 L6 \+ t, c6 S件。 又有PL 個低副和PH 個高副，它們把活動構件之間、 活動構* u  Z: p0 e( u8 T1 z3 q( K
件與機架之間聯接起來。 這N個活動構件在未用運動副聯接之
% q4 z, w9 z& s! C4 b前共具有3N個自由度，當用PL 個低副和PH個高副聯接之后，便
" x- p8 }/ g9 a* ^+ X受到2 PL+ PH 個約束（每個低副引人兩個約束，每個高副引人一
: [( s6 G, G; j4 `" `個約束）。 顯然，各構件相對機架的獨立運動數，亦即機構自由度，
9 g, {0 f# I9 I7 s  l4 p9 g/ _應為活動構件自由度的總數與運動副引人的約束總數之差，即
9 e: \+ s$ v! W9 g* l. SF= 3 N一2P L 一PH
1 A7 O) R8 x% }/ |8 ^9 i
作者: alone1234    時間: 2015-3-1 14:18
寂靜天花板 發表于 2015-3-1 08:17
/ X  f% g! q9 P: l有書不翻，不搞懂基本概念，在這瞎問什么個勁。

/ I1 e& R7 v; O2 k! }7 Y: H我是誠心提問學習的，我有什么錯誤的地方請直接指出，證明你的實力，請勿吐槽
作者: BULINGBULING    時間: 2015-3-1 23:19
寂靜天花板 發表于 2015-3-1 08:17 1 u0 ^9 [) l' e1 K  s2 \: a5 A2 c4 X
有書不翻，不搞懂基本概念，在這瞎問什么個勁。

5 G1 g4 a, k, F+ T& t教育的是，但他是在學習，他是在說出他的問題他的理解，要么幫他解決，要么就教會他，君以帶情緒回帖，望君思量自身
作者: bbk1    時間: 2015-3-5 21:30
本帖最后由 bbk1 于 2015-3-5 21:38 編輯
; v* ^% y: u8 W  S8 f
% K- A0 ]6 U3 Y機械手的自由度可以大于6。叫冗余自由度。' G5 D3 g$ `/ H- y8 J* u5 K
由于一般機構的原動件都是和機架相連的，對于這樣的原動件，只能給定一個獨立的運動參數。在此情況下，為了使機構具有確定的運動，則機構的原動件數目應等于機構的自由度數目。. O% A  N: @6 [. k, y) T* H
這些都是《機械原理》里面的基本知識。樓主我建議你找本書看看。再在網上看看視頻教程。



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