smartphone.uaТехнології. Досвід. Вибір.

Ступені свободи (DoF): що означає «6 осей» у робота

Ступені свободи (DoF, Degrees of Freedom) - це кількість незалежних способів, якими може рухатися механізм: кожен суглоб чи вісь, що повертається або зсувається окремо, додає один ступінь.

Кожен незалежний рух - окремий ступінь свободи

Простими словами

Постав лікоть на стіл і рухай лише кистю: вгору-вниз, вліво-вправо, покрути. Це вже три ступені свободи зап'ястя. Тепер додай лікоть і плече - і рука вміє дотягнутися до будь-якої точки перед тобою. Що більше незалежних рухів, то спритніший механізм.

Як це працює

  1. Кожен обертовий суглоб робота дає один ступінь свободи.
  2. Лінійні рухи (висунутися, піднятися) - теж ступені свободи.
  3. Щоб поставити інструмент у будь-яку точку простору під будь-яким кутом, потрібно щонайменше 6 ступенів.
  4. Сьомий ступінь дає «запас» - як людський лікоть, що може обійти перешкоду.
  5. Тверде тіло в просторі (дрон, телефон) має 6 ступенів: 3 переміщення і 3 повороти.

Шість ступенів свободи тіла в просторі

Де ти це побачиш

У характеристиках промислових роботів (6-осьовий маніпулятор), гуманоїдів (десятки ступенів свободи, з них багато в кистях), VR-шоломів («6DoF» - відстеження і поворотів голови, і переміщення), дронів, підвісів-стабілізаторів (3-осьові).

Чи важливо це при виборі

Коли обираєш VR-шолом, 6DoF - обов'язково: ти можеш ходити і нахилятися в грі, а не лише крутити головою. Для стабілізатора смартфона 3 осі - стандарт. А в новинах про гуманоїдів кількість ступенів свободи в кисті - добрий показник того, наскільки спритні її пальці.

Міфи

  • Міф: Більше ступенів свободи - завжди краще. Насправді: Кожен додає вагу, вартість і складність керування.
  • Міф: DoF - це кількість моторів. Насправді: Зазвичай так, але один мотор може керувати кількома зв'язаними рухами, і навпаки.

Часті питання

Скільки ступенів свободи в людській руці?

Від плеча до зап'ястя - близько 7, а з пальцями - понад 20.

Що означає 6DoF у VR?

Шолом відстежує і повороти голови, і переміщення в просторі.

Скільки осей у підвісу для смартфона?

Найчастіше 3: нахил, поворот і обертання.

Пов'язані терміни

Маніпулятор, Кінематика робота, Гуманоїдний робот, Інерційний модуль (IMU)

← Терміни