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先來介紹一下機器人的各個參數：

機器人的靈活度:機器人末端執行器在作空間中任一點,所有可能的姿態的集合,稱作靈活度,是評價機器人工作時靈活程度(或靈巧性能)的重要指標。

機器人的自由度:機器人所具有的獨立坐標運動的數目，不包括手爪（末端執行器）的開合自由度。

機器人的冗余度：從運動學的觀點看，完成某一特定作業時具有多余自由度的機器人稱為冗余自由度機器人。

機器人的靈活度、自由度和冗余度的概念及其相互關系：靈活度=自由度+冗余度。

隨著機器人產業的飛速發展，工業機器人已經廣泛應用于各行各業，從材料搬運到機器維護，從焊接到切割，從裝配到噴涂，這些工業機器人形狀各異，功能性能各不相同，那么是什么決定了工業機器人的靈活性和活動范圍呢，一個關鍵因素在很大程度上決定了機器人的靈活性和活動范圍，那就是工業機器人的自由度，通常也叫做軸數。

通常作為機器人的技術指標,反映機器人動作的靈活性,可用軸的直線移動、擺動或旋轉動作的數目來表示。機器人機構能夠獨立運動的關節數目,稱為機器人機構的運動自由度,簡稱自由度(Degree of Freedom),由DOF簡寫表示。目前工業機器人采用的控制方法是把機械臂上每一個關節都當作一個單獨的伺服機構,即每個軸對應一個伺服器,每個伺服器通過總線控制,由控制器統一控制并協調工作。

機器人軸的數量決定了其自由度。是不是自由度越多越好呢?自由度越多就越接近人手的動作機能,通用性就越好;但是自由度越多,結構越復雜,對機器人的整體要求就越高,這是機器人設計中的一個矛盾。隨著軸數的增加,機器人的靈活性也隨之增長。但是,在目前的工業應用中,用得最多的是三軸、四軸、五軸雙臂和六軸的工業機器人,軸數的選擇通常取決于具體的應用。這是因為,在某些應用中,并不需要很高的靈活性,而三軸和四軸機器人具有更高的成本效益,并且三軸和四軸機器人在速度上也具有很大的優勢。如果只是進行一些簡單的應用,例如在傳送帶之間拾取放置零件,那么四軸的機器人就足夠了。如果機器人需要在一個狹小的空間內工作,而且機械臂需要扭曲反轉,六軸或者七軸的機器人是最好的選擇。

六個自由度是具有完成空間定位能力的最小自由度數,多于六軸的機器人,統一稱為冗余自由度機器人。機器人運動學研究旨在解決機器人機械臂的末端執行器在到達空間某一位姿時,各關節的移動或旋轉運動,是整個機器人學的基石和關鍵。隨著人類文明的高速發展,在許多工業、高空、深海、核廢料及危險作業環境中的工作都需要機器人來完成,這對機器人運動控制的可靠性、可操作性、智能性提出更高的要求。未來,隨著其精度不斷增加,冗余自由度機器人在避障、克服奇異點、靈活性和容錯性方面具有更多的優勢,面對復雜的工作環境和多變的作業需求,冗余自由度工業機器人將擁有更多的用武之地。相信在不遠的將來,它將取代人工進行更加精密的操作。