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機械手自由度是機械手設(shè)計的主要參數(shù),，毎一個構(gòu)件(即運動件)相對固定座標(biāo)系所具有的獨立運動稱為自由度,。毎一個構(gòu)件相對固定座標(biāo)系最多可有六個自由度即沿X,、YZ三個方向獨立的往復(fù)移動和繞X,、Y,、Z軸的三個獨立的回轉(zhuǎn)運動,。兩個構(gòu)件組成相對運動的聯(lián)接稱為運動副,，對相對運動加以限制的條件即為約束條件,。因為,，組成運動副的各構(gòu)件的運動是受到約束的,，不能任意運動，必須按照人們預(yù)定的規(guī)律運動,。分析機械手的手臂,、手腕、手指等部件本身和它們之間的關(guān)系,，不外乎是由一組相互聯(lián)系著的構(gòu)件和運動副所組成,，這些運動副又可分為只有一個自由度的回轉(zhuǎn)副(圖1的a和e)和移動副(圖1的b和c)或有三個自由度的球面副(圖1的d)。

機械手要象人的手一樣完成各種動作比較困難,。因入的手指,、手掌、手腕,、手臂由十九個關(guān)節(jié)所組成,，并具有27個自由度，而實際中的機械手不需要這么多自由度,。

下面按機械手所具有的主運動和輔助運動來分析其自由度,。手臂和立柱的運動稱為主運動，因為它們能改變被抓取工件在空間的位置,，手腕和手指的運動稱為輔助運動,，因為手腕的運動只能改變被抓取工件的方位(即姿勢)，而手指的夾放動作不能改變工件的位置和方位,，故它不計為自由度數(shù),，其它運動均計為自由度數(shù)。

手指可作開閉(即夾緊和放松)運動；手腕可作回轉(zhuǎn),、上下和左右擺動等運動,；手臂可作前后伸縮、升降(或上下擺動即俯仰)和回轉(zhuǎn)運動,；立柱橫向移動,。也有的機械手整機具有行走機構(gòu)。

上述各種運動可根據(jù)機械手的需要來選擇,，設(shè)計機械手時首先要確定被抓取工件所在空間的位置,，及將工件搬運到規(guī)定的位置時所需要的運動(不包括手指開閉動作)，在大多數(shù)情況下是少于六個自由度的,，如專用機械手只有2～4個自由度,，通用機被手是3～6個自由度。

圖3所示為對115臺機械手的自由度的統(tǒng)計圖,。由圖可知,，具有四個自由度的機械手為數(shù)最多，共中大部分是手臂主運動的自由度,，而手腕的自由度僅是為配合手臂完成工件的預(yù)定方位要求加以增設(shè)的,，常用的手腕運動是一個回轉(zhuǎn)運動，只有通用性較強的機被手才設(shè)有較多的手腕運動,。

自由度數(shù)多少是衡量機械手技術(shù)水平的指標(biāo)之一,，自由度數(shù)越多，可以完成的動作越復(fù)雜,，通用性越強,，應(yīng)用范圍也越廣，但是,，相應(yīng)的技術(shù)難度會增加很多,，，控制系統(tǒng)和機械結(jié)構(gòu)也越復(fù)雜,，機械手本身的體積和重量也會增加,，成本高，維修困難,。自由度數(shù)少,，通用性差，但是,，技術(shù)上容易達(dá)到,，結(jié)構(gòu)簡單，使用和維修均方便,。因此,，應(yīng)該根據(jù)實際生產(chǎn)工藝的要求確定機械手的自由度數(shù),，而不能盲目追求、增加不必要的自由度,，減少投資和技術(shù)復(fù)雜性,，也就是自由度數(shù)夠用就行。

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