1. 회전 자유도 (Rotational Degrees of Freedom, Rotational DOF)
ㅇ 물체가 회전할 수 있는 독립적인 방향의 수
ㅇ 참고 例)
- 1 자유도 회전 : 1개 축을 중심으로 회전하는 운동
. 자동차의 바퀴, 문이 경첩을 축으로 회전, 팔꿈치 (굴곡 및 신전) 등
- 2 자유도 회전 : 2개 축을 중심으로 회전하는 운동
. 손목 (회전 및 굽힘/폄) 등
- 3 자유도 회전 : 3개 축을 중심으로 회전하는 운동
. 어깨 (롤, 피치, 요)
- 6 자유도 : 3개의 병진(선형) 자유도 + 3개의 회전 자유도를 포함하는 계
2. 2차원 공간에서 회전 자유도
ㅇ 2차원 공간에서는, 물체가 단 하나의 회전 자유도만 가짐
- 즉, 평면 위에서는,
. x축,y축 방향 이동 (2 자유도)
. z축을 중심으로 한 회전 자유도 (1 자유도) 만 존재함
ㅇ 例)
- 종이에 그린 도형이 평면 위에서 회전하는 경우
- 자동차가 평면 도로에서 회전(좌/우 방향 전환)
3. 3차원 공간에서 회전 자유도
ㅇ 3차원 공간에서 강체는 3개의 회전 자유도를 가짐
ㅇ 통상, 직교 좌표계에서, 회전은, 다음 3개로 표현됨
- 롤 (Roll) : 세로축(x축) 회전
. 선박이 좌우로 기울어지는 것
. 몸을 좌우로 기울이는 움직임
. 항공기가 좌우로 기울이는 움직임
- 피치 (Pitch) : 가로축(y축) 회전
. 선박의 앞뒤가 위아래로 움직이는 것
. 고개의 끄덕이는 움직임
. 항공기의 기수가 위아래로 움직이는 것
- 요 (Yaw) : 좌우 방향으로 도는 (z축) 회전
. 선박의 방향이 좌우로 바뀌는 것
. 고개를 좌우로 돌리는 움직임
. 항공기의 기수가 좌우로 방향을 바꾸는 것