{"id":719,"date":"2022-09-04T20:00:00","date_gmt":"2022-09-04T18:00:00","guid":{"rendered":"https:\/\/www.beboqrobotics.com\/pl\/?p=719"},"modified":"2024-09-17T13:42:30","modified_gmt":"2024-09-17T11:42:30","slug":"co-to-sa-stopnie-swobody-degrees-of-freedom","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.beboqrobotics.com\/pl\/2022\/09\/04\/co-to-sa-stopnie-swobody-degrees-of-freedom\/","title":{"rendered":"Co to s\u0105 stopnie swobody (Degrees of Freedom)?"},"content":{"rendered":"\n
\"Banner.<\/figure>\n\n\n\n
<\/div>\n\n\n\n

Czym s\u0105 stopnie swobody? To niezale\u017cne zmienne po\u0142o\u017cenia konieczne do opisania stanu uk\u0142adu fizycznego. S\u0142u\u017c\u0105 do jednoznacznego zdefiniowania go w przestrzeni. W mechanice zale\u017c\u0105 od charakteru na\u0142o\u017conych wi\u0119z\u00f3w (ka\u017cdy rodzaj ograniczenia wp\u0142ywaj\u0105cego na ruch cia\u0142a) oraz liczby cz\u0119\u015bci tworz\u0105cych uk\u0142ad. W przypadku mechanizmu sk\u0142adaj\u0105cego si\u0119 z kilku korpus\u00f3w stopnie swobody oznaczaj\u0105 ilo\u015b\u0107 mo\u017cliwych do wykonania niezale\u017cnych ruch\u00f3w wzgl\u0119dnych mi\u0119dzy poszczeg\u00f3lnymi elementami urz\u0105dzenia. Wyznaczanie zmiennych jest szczeg\u00f3lnie istotnym etapem w analizie uk\u0142ad\u00f3w cia\u0142 w in\u017cynierii mechanicznej, strukturalnej i lotniczej, a tak\u017ce robotyce.<\/strong><\/p>\n\n\n\n\n\n\n\n

Stopnie swobody a funkcje ramienia robota<\/h2>\n\n\n\n

Aby ca\u0142kowicie zdefiniowa\u0107 po\u0142o\u017cenie obiekt\u00f3w w przestrzeni, nale\u017cy zdefiniowa\u0107 co najmniej sze\u015b\u0107 stopni swobody, wsp\u00f3\u0142rz\u0119dne kartezja\u0144skie lub po\u0142o\u017cenie X<\/strong>, Y<\/strong>, Z<\/strong> oraz orientacj\u0119, czyli przechylenie, pochylenie i odchylenie, czyli R<\/strong>, P<\/strong>, Y<\/strong> (z angielskiego: roll, pitch, yaw).<\/p>\n\n\n\n

W odniesieniu do ramion robota stopie\u0144 swobody (DoF) oznacza niezale\u017cny staw, kt\u00f3ry zapewnia bezkolizyjny ruch manipulatorowi \u2013 zar\u00f3wno w sensie translacyjnym (liniowym), jak i rotacyjnym. Ka\u017cda o\u015b geometryczna, wok\u00f3\u0142 kt\u00f3rej mo\u017ce si\u0119 on obraca\u0107 lub rozci\u0105ga\u0107, jest liczona jako pojedynczy stopie\u0144 swobody. Pozwala okre\u015bli\u0107 zdolno\u015b\u0107 do operowania ko\u0144c\u00f3wk\u0105 ramienia. Zmienna ta definiowana jest r\u00f3wnie\u017c w kontek\u015bcie obszaru roboczego robota oraz przestrzeni konfiguracyjnej i zada\u0144.<\/p>\n\n\n\n

Wi\u0119kszo\u015b\u0107 ramion robot\u00f3w sk\u0142ada si\u0119 z przegub\u00f3w zapewniaj\u0105cych jeden stopie\u0144 swobody (obrotowy i pryzmatyczny). Szeregowe i r\u00f3wnoleg\u0142e systemy manipulator\u00f3w zwykle zaprojektowane s\u0105 do pozycjonowania efektora ko\u0144cowego o sze\u015bciu stopniach swobody \u2013 trzy w orientacji i trzy przesuwane.<\/p>\n\n\n\n

Okre\u015blenie stopni swobody (wraz z innymi kluczowymi parametrami) pozwala na modelowanie systemu robotycznego, a tak\u017ce implementacj\u0119 algorytm\u00f3w sztucznej inteligencji (AI) do autonomicznego sterowania ramieniem manipulatora. Robot z trzema ruchomymi przegubami b\u0119dzie mia\u0142 trzy osie i trzy stopnie swobody, czteroosiowy \u2013 cztery ruchome przeguby i cztery osie, i tak dalej.<\/p>\n\n\n\n