Stopień swobody (DOF) w mechanice oznacza niezależny ruch, jaki może wykonać element lub mechanizm. W manipulatorach i robotach przemysłowych liczba stopni swobody zwykle odpowiada liczbie niezależnie sterowanych osi, wynikających z zastosowanych par kinematycznych.
Na przedstawionym schemacie kinematycznym rozpoznajemy typowy otwarty łańcuch kinematyczny z trzema parami:
- Para obrotowa przy podstawie: umożliwia obrót wokół osi pionowej (ruch "w poziomie"). To jest pierwszy niezależny ruch.
- Para obrotowa w ramieniu: umożliwia obrót wokół osi poziomej (ruch "góra–dół"). To jest drugi niezależny ruch.
- Para postępowa (przesuwna): umożliwia liniowy wysuw członu/ramienia. To jest trzeci niezależny ruch.
Skoro każda z tych par wnosi po jednym niezależnym ruchu, cały manipulator ma 3 stopnie swobody.
Dlaczego pozostałe odpowiedzi są niepoprawne?
- Odpowiedź "1" pasuje do prostego siłownika (jeden ruch liniowy), ale manipulator na schemacie ma więcej niż jedną parę kinematyczną, więc ma więcej niż 1 DOF.
- Odpowiedź "2" oznaczałaby, że jeden z widocznych ruchów nie jest niezależny lub że jedna para nie istnieje. Na schemacie widać jednak dwie pary obrotowe i jedną postępową, więc są trzy niezależne ruchy.
- Odpowiedź "5" jest typowa dla bardziej złożonych robotów (np. z większą liczbą osi), ale tu schemat nie pokazuje tylu niezależnych przegubów/osi.
Wskazówka egzaminacyjna: nie licz "elementów rysunku", tylko pary kinematyczne i ich niezależne ruchy (obrót lub przesuw). To najszybsza metoda określenia DOF na schemacie.
