一般来说,机械臂有几个驱动电机就有几个自由度。前两个写字机器人都是2 自由度的,因为笔只在二维平面上玩儿。后面这个玩魔方的机器人有几个自由度自己数数吧——不是三个,不要想当然。它的两臂分属两个机构,自由度分别计算。电机封装起来看不到,数数它有几个可以自由转动的关节。
6. 运动的组合
产品设计中,经常会需要像上面的机器人玩魔方一个样摆弄一个物体,让它产生复杂的运动。在设计的时候,需要把这个复杂运动分解成几个简单运动的组合。下面两个削苹果机是很好的例子。

上图削苹果机的设计中,苹果需要同时做自转和公转(绕两个不同的转轴转动)才能让苹果上的每一点都经过固定的刀片。这个机构是通过一个差动轮系实现的。

上面这个削苹果机跟前一个不太一样,它也是需要两个转动,不过这个方案不是让两个转动都出现在苹果上。苹果只绕一根固定轴转动,另一个转动由刀具来实现,让刀绕着苹果表面转(前一个案例刀具是固定的)。
运动是相对的,要么你动要么它动,这是基本的设计思路。开过机床的人就很能理解这点,要加工一个零件,要么零件动,要么刀具动,各类基础机床(车铣刨钻镗)差不多都是根据零件和刀具的相对运动特征来分类的。总之要确保相对运动的存在才能产生切削动作,切金属和削苹果道理差不多。
7. 铰链的简单应用
铰链是最简单的运动单元,用好了也能做出不错的产品。好的机械创意不一定都要很复杂。


