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机械手自由度
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机械手自由度，是指传送机构机械手的运动灵活性。
机械手自由度概述
通常把传送机构的运动称为传送机构的自由度。人从手指到肩部共有27个自由度。而如将机械手的手臂也制成这样多的自由度，既困难又不必要。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，传送机构也应具有6个自由度。常用的机械手传送机构的自由度还多为少于6个的。一般的专用机械手只有2～4个自由度，而通用机械手则多数为3～6个自由度（这里所说的自由度数目，均不包括手指的抓取动作）[1]
机械手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，就有了6自由度、6关节或6轴机械手的命名方法。它们都说明这一机械手的操作有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。
机械手自由度构成与工作范围
机械手的自由度的构成如下所示：[2]
机械手自由度
单手部自由度
无自由度手
一自由度手
二自由度手
双动平移式指
双动回转式指
多自由度手
多关节式指
单手腕自由度
一自由度腕
二自由度腕
摆动、回转型
回转摆动型
多自由度腕
回转二摆型
单手臂自由度
一自由度臂
二自由度臂
二直动型（平面直角坐标式）
直移回转型（球坐标式）
直移摆动型（圆柱坐标式）
回转、摆动型（球坐标式）
三自由度臂
三直移型（直角坐标式）
一直移、回转、摆动型（球坐标式）
二直移、回转型（圆柱坐标式）
多自由度臂
二直移回转、摆动型（球坐标式）
机身自由度
无自由度机身
一自由度机身
二自由度机身
直移回转式
三自由度机身
直移、回转、摆动式
行走机构自由度
一自由度行走机构
二自由度行走机构
多自由度行走机构
多关节式行走机构
　　一自由度关部
关部自由度
二自由度头部
回转摆动型
自由度是指机械手各运动部件在三维空间坐标轴上所具有的独立运动数。
1、一个自由度
（1）一个直线运动，构成直线。
（2）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在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。
要达到空间任意一点，原则上需要3个运动轴，而把一件工具送到相对于工件的一定位置时又需要3个运动轴。因此，一台通用机械手能够达到空间的任意点，并将工具送到相对于工件的任意位置，最低限度需要6个运动轴。其中位置自由度3个，姿势自由度3个。
．川一机器人．[引用日期]
．佛山川一精密机械有限公司．[引用日期]
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实现梁单元的自由度释放
在结构分析中，梁单元连接不仅仅传递平动自由度，也传递转动自由度，也表明梁单元之间的连接传递集中力和弯矩，但是在某些实际结构分析(输电塔架等钢结构)中，梁单元之间的连接简化为传递集中力，不传递弯矩更加合适。在有限元分析软件中，可以将两个梁单元连接处的节点耦合平动自由度，不耦合转动度，但是在两个梁单元连接处建立两个重合的节点比较麻烦，所以ANSYS将采用梁单元的自由度释放来控制梁单元连接处载荷的传递。ANSYS实现该功能有两种方法：
ANSYS梁单元Beam44具有释放自由度的单元控制选项，Keyopt(7)控制释放X,Y,Z方向的平动自由度和绕X,Y,Z方向的转动自由度；虽然此方法可以实现自由度释放，但是实际建立释放自由度的有限元模型比较麻烦，因为每生成一个释放自由度的单元都需要建立新的Beam44单元。ANSYS13.0新版本中已经将beam44放入历史遗留单元中，不再使用，所以在新版本中自由度释放功能将由Endrelease命令来实现。
Endrelease命令来实现释放自由度，该命令用来释放Beam188和Beam189单元的自由度。首先选择需要释放自由度的梁单元和梁单元连接处的节点，然后运行该命令来选择释放X,Y,Z方向的平动自由度和绕X,Y,Z方向的转动自由度，具体命令流操作如下：
esel,s,&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&
! 选择需要释放自由度的梁单元
nsel,s,&&&&&&&&&&&&&&&&&
! 选择需要释放自由度的梁单元连接处节点
endrelease,,,ROTZ&&&&!
选择释放自由度，以绕Z轴的转动自由度为例
注：本文网上转载
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