Stopnie swobody manipulatora (DOF) określają, ile niezależnych ruchów może wykonać mechanizm. W typowych zadaniach egzaminacyjnych dla schematów kinematycznych przyjmuje się zasadę praktyczną: każdy przegub obrotowy albo przesuwny wnosi 1 stopień swobody, natomiast elementy utwierdzenia/podstawa nie wnoszą stopni swobody (służą tylko jako odniesienie).
Na przedstawionym schemacie kinematycznym rozpoznaje się symbole par kinematycznych:
- Przegub obrotowy – oznaczony jako kwadrat z wpisanym znakiem "X". Każdy taki węzeł umożliwia obrót wokół osi, więc dodaje 1 DOF.
- Przegub przesuwny – oznaczony jako prostokąt z linią przechodzącą przez symbol. Taki węzeł pozwala na ruch translacyjny, więc również dodaje 1 DOF.
- Utwierdzenie/podstawa – zwykle rysowane jako zakreskowane elementy; to nie jest przegub i nie zwiększa DOF.
W tym manipulatorze widać łącznie pięć węzłów ruchu: dwa obrotowe i trzy przesuwne. Suma ich wkładów daje 5 stopni swobody.
Dlaczego pozostałe odpowiedzi są niepoprawne?
- "4 stopnie swobody." – taki wynik zwykle pojawia się, gdy pominie się jeden z przegubów przesuwnych albo błędnie uzna, że jeden z prostokątów nie oznacza pary kinematycznej.
- "3 stopnie swobody." – to typowy błąd polegający na liczeniu tylko przegubów najbardziej "widocznych" (np. samych obrotowych) i ignorowaniu przesuwów.
- "6 stopni swobody." – to częste założenie "z przyzwyczajenia", bo wiele robotów ma 6 osi (3 pozycjonowania + 3 orientacji), ale tutaj schemat pokazuje mniej przegubów, więc DOF jest mniejsze.
Wskazówka egzaminacyjna: zliczaj symbole przegubów, a nie odcinki linii, i zawsze oddzielaj utwierdzenie (0 DOF) od par kinematycznych (zwykle 1 DOF każda).
