Откуда берется формула
Положи на стол линейку. Чтобы описать, где она лежит, хватит трех чисел: координаты x и y ее середины и угол поворота. Значит, у свободного звена на плоскости три свободы. У n отдельных звеньев их 3n.
Теперь соединим звенья. Шарнир требует, чтобы две точки разных звеньев совпадали: это два условия, по x и по y. Поворот остается. Ползун требует, чтобы звено не поворачивалось относительно направляющей и не уходило поперек нее: снова два условия, остается сдвиг. Высшая пара требует только касания: одно условие, остаются качение и скольжение. Вычтем все условия из 3n и получим W = 3n − 2p₅ − p₄.
Стойка не входит в n: она неподвижна, ее свободы равны нулю с самого начала. Шарнир, где сходятся три звена, это две пары: третье звено надо отдельно прикрепить к одному из двух первых. Формула иногда ошибается: если звенья расположены особым образом (например, параллелограмм с лишним параллельным звеном), лишняя связь повторяет существующую, и механизм движется вопреки W = 0.