Theo lý thuyết một vật thể tự do trong không gian ba chiều có 6 bậc tự do, ba bậc tự do tịnh tiến xác định vị trí, ba bậc tự do quay xác định hƣớng của vật thể. Cấu trúc động học của robot ràng buộc và hạn chế khả năng chuyển động của robot có thể cả về vị trí, vận tốc, gia tốc. Về mặt cơ học, số ậc tự do của robot đƣợc hiểu là số di chuyển ảo độc lập của nó. Đối với các ro ot mà chuyển động của nó chịu sự hạn chế về vị trí thì số bậc tự do đƣợc xác định bởi số tham số độc lập đủ để xác định vị trí của robot. Ta có công thức xác định số bậc tự do của robot là:
1 ( 1) ( ) g i c r i f n f f f - Trong đó: f là số ậc tự do của robot
n là số khâu của robot bao gồm cả giá cố định
là số ậc tự do của một vật rắn không chịu liên kết trong không gian làm việc của robot ( 3, 6lần lƣợt tƣơng ứng với không gian hai chiều và ba chiều).
i
f là số bậc tự do của khớp thứ i (khả năng chuyển động tƣơng đối giữa hai khâu nối bởi khớp thứ i).
g là tổng số khớp của cơ cấu.
c
f là số liên kết thừa.
Hình 1.25: Cấu trúc động học robot MWR
Trên hình sau đây mô tả sơ đồ động học của ro ot hàn di động
Hình 1.26: Sơ đồ động học của robot hàn di động
Chú thích sơ bộ: 0. Giá 1. Khâu 1, khớp quay 1 2. Khâu 2, khớp trƣợt 2 3. Khâu 3, khớp quay 3 4. Khâu 4, khớp quay 4
5. Khâu 5, khớp tịnh tiến (gắn ống chứa dây hàn)
ζ1; ζ3, ζ4 - Chuyển động quay. d2, d3; d4- Chuyển động tinh tiến