Vrijheidsgraden

Vrijheidsgraden zijn, in een mechanica context, specifieke, gedefinieerde modi waarin een mechanisch apparaat of systeem kan bewegen. Het aantal vrijheidsgraden is gelijk aan het totale aantal onafhankelijke verplaatsingen of bewegingsaspecten. Een machine kan in twee of drie dimensies werken, maar meer dan drie vrijheidsgraden hebben. De term wordt veel gebruikt om de bewegingsmogelijkheden van robots te definiëren.

Bedenk een robotarm die gebouwd is om te werken als een menselijke arm. Schouderbeweging kan plaatsvinden als pitch (op en neer) of yaw (links en rechts). Elleboogbewegingen kunnen alleen plaatsvinden in de verticale hoek. Polsbeweging kan plaatsvinden in pitch of yaw. Rotatie (rollen) kan ook mogelijk zijn voor pols en schouder.

Zo'n robotarm heeft vijf tot zeven vrijheidsgraden. Als een complexe robot twee armen heeft, wordt het totaal aantal vrijheidsgraden verdubbeld. Bij een androïde zijn er extra vrijheidsgraden in de eindeffectoren, de benen en het hoofd.

Volledig functionele androïden en meerpotige mobiele robots kunnen meer dan 20 vrijheidsgraden hebben. Een voorbeeld is Project Nao, een intelligente androïde ontworpen voor de consumentenmarkt. Nao, die er oppervlakkig uitziet als een grote ruimtepop, heeft 25 vrijheidsgraden.

 

Lees meer over IT:
> Wikipedia heeft meer informatie over vrijheidsgraden.