通常把机械手臂的传送机构机的运动称为自由度。人从手指到肩部共有27个自由度,如果把机械手臂也做成这样多的自由度是很困难的,也是不必要的。从力学的角度分析,物件在空间只有6个自由度,因此为抓取和传送在空间不同位置和方位物件,传送机构最多也设置成6个自由度。常用的机械手传送机构的自由度很多还是少于6个自由度的,一般的专用机械手臂只有2-4个自由度,通用的机械手臂则多数为3-6个自由度。
 自由的运动方式

运动方向
机械手臂的每一个自由度是由其操作机的独立驱动关节来实现的。所以在应用中,关节和自由度在表达机械手臂的运动灵活性方面是意义相通的。又由于关节在实际构造上是由回转或移动的轴来完成的,所以又习惯称之为轴,因此有6自由度、6关节或6轴机械手臂的说法。它们都是说明这一机械手臂的操作有6个独立驱动的关节结构,能在其工作空间中实现抓取物件的任意位置和姿态。
 
详细分析:
1、一个自由度
①一个直线运动,构成直线;
②或者一个旋转运动,构成曲线。
2、两个自由度
①两个直线运动,构成平面;
②一个直线运动加一个直线运动所在平面内的旋转运动,构成平面;
③一个直线运动加一个不在直线运动所在平面内的旋转运动,构成圆柱曲面。
3、三个自由度
①三个直线运动,构成立方体;
②两个直线运动和一个旋转运动,构成圆柱体;
③一个直线运动和两个旋转运动构成球体;
④三个旋转运动,构成球体。
3个自由度的机械手臂
(3个自由度的机械手臂)

6个自由度的机械手臂
(6个自由度的机械手臂)
 
要达到空间任意一点,原则上需要3个运动轴,而把一件工件送到相对于工件的一定位置又需要3个运动轴。因此,一台通用的机械手臂能够达到空间的任意点,并将工件送到相对与工件的任意位置,最低需要6个运动轴,其中3位置自由度3个,姿态自由度3个。

通过以上的介绍,相信你已经对机械手臂的自由度有了一定的了解,下一篇,小编再带你了解一下机械手臂的更多信息,请浏览《机械手臂的工作原理是什么?