【簡(jiǎn)介:】一、飛機(jī)為啥有6個(gè)自由度?以飛機(jī)機(jī)身建立三維坐標(biāo)系, 機(jī)身可以有如下運(yùn)動(dòng)?! 方向平動(dòng),繞x軸轉(zhuǎn)動(dòng); y方向平動(dòng),繞y軸轉(zhuǎn)動(dòng); z方向平動(dòng),繞z軸轉(zhuǎn)動(dòng); 飛機(jī)機(jī)身要能靜定
一、飛機(jī)為啥有6個(gè)自由度?
以飛機(jī)機(jī)身建立三維坐標(biāo)系,
機(jī)身可以有如下運(yùn)動(dòng)。
x方向平動(dòng),繞x軸轉(zhuǎn)動(dòng);
y方向平動(dòng),繞y軸轉(zhuǎn)動(dòng);
z方向平動(dòng),繞z軸轉(zhuǎn)動(dòng);
飛機(jī)機(jī)身要能靜定至少要約束住這六個(gè)運(yùn)動(dòng)。所以飛機(jī)有六個(gè)自由度。
二、自由度的剛體自由度?
一個(gè)剛體在空間任意運(yùn)動(dòng)時(shí),可分解為質(zhì)心 O’ 的平動(dòng)和繞通過質(zhì)心某直線的定軸轉(zhuǎn)動(dòng),它既有平動(dòng)自由度還有轉(zhuǎn)動(dòng)自由度。確定剛體質(zhì)心O’的位置,需三個(gè)獨(dú)立坐標(biāo)(x,y,z)—自由剛體有三個(gè)平動(dòng)自由度 t = 3;
確定剛體通過質(zhì)心軸的空間方位──三個(gè)方位角(α,β,γ)中只有其中兩個(gè)是獨(dú)立的──需兩個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)自由度;另外還要確定剛體繞通過質(zhì)心軸轉(zhuǎn)過的角度θ──還需一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)自由度。這樣,確定剛體繞通過質(zhì)心軸的轉(zhuǎn)動(dòng),共有三個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)自由度 r = 3。所以,一個(gè)任意運(yùn)動(dòng)的剛體,總共有6個(gè)自由度,即3個(gè)平動(dòng)自由度和3個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)自由度,即i = t + r = 3 + 3 = 6
三、自由度的熱力學(xué)自由度?
物理熱力學(xué)公式中的i表示自由度,是計(jì)算某一統(tǒng)計(jì),取值不受限制的變量個(gè)數(shù) 分子平均能量:E=i/2*kT=1/2(t+r+2v) 其中i為自由度 t為平動(dòng)自由度、r為轉(zhuǎn)動(dòng)自由度、v為振動(dòng)自由度 自由度:在統(tǒng)計(jì)學(xué)中,自由度指的是計(jì)算某一統(tǒng)計(jì),取值不受限制的變量個(gè)數(shù)。通常df=n-k。其中n為樣本含量,k為被限制的條件數(shù)或變量個(gè)數(shù),或計(jì)算某一統(tǒng)計(jì)量時(shí)用到其它獨(dú)立統(tǒng)計(jì)量的個(gè)數(shù)。自由度通常用于抽樣分布中。
四、自由度和冗余自由度的概念?
機(jī)器人的自由度:
機(jī)器人所具有的獨(dú)立坐標(biāo)運(yùn)動(dòng)的數(shù)目,不包括手爪(末端執(zhí)行器)的開合自由度。
機(jī)器人的冗余度:
從運(yùn)動(dòng)學(xué)的觀點(diǎn)看,完成某一特定作業(yè)時(shí)具有多余自由度的機(jī)器人稱為冗余自由度機(jī)器人。
機(jī)器人的靈活度、自由度和冗余度的概念及其相互關(guān)系:
靈活度=自由度+冗余度。
五、自由度計(jì)算?
1、物理學(xué)的自由度:
在力學(xué)里,自由度指的是力學(xué)系統(tǒng)的獨(dú)立坐標(biāo)的個(gè)數(shù)。
一般而言,N 個(gè)質(zhì)點(diǎn)組成的力學(xué)系統(tǒng)由 3N 個(gè)坐標(biāo)來描述。但力學(xué)系統(tǒng)中常常存在著各種約束,使得這 3N 個(gè)坐標(biāo)并不都是獨(dú)立的。對(duì)于 N 個(gè)質(zhì)點(diǎn)組成的力學(xué)系統(tǒng),若存在 m 個(gè)完整約束,則系統(tǒng)的自由度減為s=3n-m。
2、機(jī)械系統(tǒng)的自由度:
根據(jù)機(jī)械原理,機(jī)構(gòu)具有確定運(yùn)動(dòng)時(shí)所必須給定的獨(dú)立運(yùn)動(dòng)參數(shù)的數(shù)目(亦即為了使機(jī)構(gòu)的位置得以確定,必須給定的獨(dú)立的廣義坐標(biāo)的數(shù)目),稱為機(jī)構(gòu)自由度,其數(shù)目常以F表示。
F=3n-(2PL +Ph ) n:活動(dòng)構(gòu)件數(shù),PL:低副約束數(shù) Ph:高副約束數(shù)
3、統(tǒng)計(jì)學(xué)的自由度:
在統(tǒng)計(jì)學(xué)中,自由度(df)指的是計(jì)算某一統(tǒng)計(jì)量時(shí),取值不受限制的變量個(gè)數(shù)。通常df=n-k。其中n為樣本含量,k為被限制的條件數(shù)或變量個(gè)數(shù),或計(jì)算某一統(tǒng)計(jì)量時(shí)用到其它獨(dú)立統(tǒng)計(jì)量的個(gè)數(shù)。
空間機(jī)構(gòu)自由度的計(jì)算
也就是通過所有剛體的自由度數(shù)之和減去每一個(gè)運(yùn)動(dòng)副所約束的自由度數(shù)。這種方法的優(yōu)點(diǎn)是,便于設(shè)計(jì)分析人員的分析與計(jì)算。尤其在平面機(jī)構(gòu)的自由度分析上,通過計(jì)算者識(shí)別虛約束與局部自由度,幾乎可以完成大部分機(jī)構(gòu)的自由度計(jì)算。
然而對(duì)于空間機(jī)構(gòu)來說,由于虛約束與局部自由度難以識(shí)別,而且機(jī)構(gòu)本身的尺寸,約束的位置不同、機(jī)構(gòu)的實(shí)際運(yùn)動(dòng)自由度會(huì)有很大的差異。該公式已經(jīng)難以勝任空間機(jī)構(gòu)的自由度計(jì)算任務(wù)。不過難以否認(rèn)的是該公式在機(jī)械設(shè)計(jì)史上的突出貢獻(xiàn),很多經(jīng)典的機(jī)構(gòu),機(jī)械裝置都是基于該公式設(shè)計(jì)而成的
六、自由度概念?
自由度是指物理學(xué)當(dāng)中描述一個(gè)物理狀態(tài),獨(dú)立對(duì)物理狀態(tài)結(jié)果產(chǎn)生影響的變量的數(shù)量。
如運(yùn)動(dòng)自由度是確定一個(gè)系統(tǒng)在空間中的位置所需要的最小坐標(biāo)數(shù)。
例如火車車廂沿鐵軌的運(yùn)動(dòng),只需從某一起點(diǎn)站沿鐵軌量出路程,就可完全確定車廂所在的位置,即其位置用一個(gè)量就可確定,我們說火車車廂的運(yùn)動(dòng)有一個(gè)自由度;汽車能在地面上到處運(yùn)動(dòng),自由程度比火車大些,需要用兩個(gè)量(例如直角坐標(biāo)x,y)才能確定其位置,我們說汽車的運(yùn)動(dòng)有兩個(gè)自由度;飛機(jī)能在空中完全自由地運(yùn)動(dòng),需要用三個(gè)量(例如直角坐標(biāo)x,y,z)才能確定其位置,我們說飛機(jī)在空中的運(yùn)動(dòng)有三個(gè)自由度。所謂自由度數(shù)就是確定物體在空間的位置所需獨(dú)立坐標(biāo)的數(shù)目。
七、自由度公式?
自由度計(jì)算公式:df=n-k
自由度(degree of freedom, df)指的是計(jì)算某一統(tǒng)計(jì)量時(shí),取值不受限制的變量個(gè)數(shù)。其中n為樣本數(shù)量,k為被限制的條件數(shù)或變量個(gè)數(shù),或計(jì)算某一統(tǒng)計(jì)量時(shí)用到其它獨(dú)立統(tǒng)計(jì)量的個(gè)數(shù)。自由度通常用于抽樣分布中。
計(jì)算公式是人們?cè)谘芯孔匀唤缥锱c物之間時(shí)發(fā)現(xiàn)的一些聯(lián)系,并通過一定的方式表達(dá)出來的一種表達(dá)方法。是表征自然界不同事物之?dāng)?shù)量之間的或等或不等的聯(lián)系,它確切的反映了事物內(nèi)部和外部的關(guān)系,是我們從一種事物到達(dá)另一種事物的依據(jù),使我們更好的理解事物的本質(zhì)和內(nèi)涵。
八、氣體自由度?
氣體分子的平均自由程(英語(yǔ):Mean free path)指氣體分子兩次碰撞之間的時(shí)間內(nèi)經(jīng)過的路程的統(tǒng)計(jì)平均值,一般用表示。例如,在20℃下、標(biāo)準(zhǔn)大氣壓(101 KPa)下,氮?dú)夥肿拥钠骄杂沙碳s為60納米。 理想氣體分子兩次碰撞之間做勻速直線運(yùn)動(dòng),類似分子的平均碰撞頻率,每?jī)纱闻鲎仓g的路程是由氣體分子的自身狀態(tài)決定的。氣體分子的平均自由程與分子的直徑或半徑、分子數(shù)密度成反比。
九、氫氣自由度?
氫氣具有特殊性,低溫時(shí)自由度為3,常溫時(shí)為5,高溫時(shí)為6。
氫氣無毒,是一種無臭無味的氣體,也不具有放射性和毒性,空氣中也有少量氫氣,因此吸入少量氫氣對(duì)人體沒有危害,甚至還可能對(duì)人體有益。但是不能吸入大量氫氣,否則可能會(huì)對(duì)身體造成影響。
十、三自由度和六自由度區(qū)別?
三自由度和六自由度是機(jī)器人運(yùn)動(dòng)控制中的概念。
三自由度(three degrees of freedom)指的是機(jī)器人具有三個(gè)自由度,即可以沿著x、y、z軸進(jìn)行獨(dú)立運(yùn)動(dòng)。這使得機(jī)器人可以完成平面內(nèi)的移動(dòng)和旋轉(zhuǎn)動(dòng)作,但無法實(shí)現(xiàn)立體空間的旋轉(zhuǎn)和移動(dòng)。
六自由度(six degrees of freedom)指的是機(jī)器人具有六個(gè)自由度,即可以沿著x、y、z軸進(jìn)行獨(dú)立運(yùn)動(dòng),并可以繞著x、y、z軸進(jìn)行獨(dú)立旋轉(zhuǎn)。這使得機(jī)器人可以完成平面內(nèi)的移動(dòng)和旋轉(zhuǎn)動(dòng)作,還可以實(shí)現(xiàn)立體空間的旋轉(zhuǎn)和移動(dòng),因此可以更加靈活地進(jìn)行運(yùn)動(dòng)控制和操作。
總的來說,三自由度和六自由度的主要區(qū)別在于機(jī)器人可以完成的運(yùn)動(dòng)類型和操作場(chǎng)景的不同。三自由度的機(jī)器人適用于一些簡(jiǎn)單的運(yùn)動(dòng)控制和操作任務(wù),而六自由度的機(jī)器人則可以完成更加復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)控制和操作任務(wù)。