零力矩点

编辑:取笑网互动百科 时间:2020-01-27 16:34:24
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“零力矩点”是判定仿人机器人动态稳定运动的重要指标,ZMP落在脚掌的范围里面,则机器人可以稳定的行走。
中文名
零力矩点
外文名
Zero Moment Point
发    明
南斯拉夫学者M.Vukobratovic
缩    写
ZMP

零力矩点零力矩点的定义

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零力矩点(ZMP,Zero Moment Point)
零力矩点,1968年南斯拉夫学者M.Vukobratovic在其步行机器人动态平衡理论中定义了这一概念,到了80年代早稻田的加藤一郎实验室(Ichiro Kato's laboratory at Waseda University)制作了一系列的WL机器人,这些双足机器人是最早将此概念实际应用到动态平衡的双足步行机器人

零力矩点作用

那ZMP有什么用呢?
如果ZMP落在脚掌的范围里面,则机器人可以稳定的行走。

零力矩点图示

脚在接触地面时有反作用力(N)也会产生力矩(M)。若存在一点(P)其反作用力、惯性力的净力矩和为零的点称之为零力矩点(ZMP Zero Moment Point)。[1] 
右图给出了机器人足底所受作用力分布的例子。沿足底分布的负载具有相同的方向,他们等效于一个合力N,合力N所通过的在足底上的这个作用点被称为零力矩点,简称ZMP。
零力矩点 零力矩点

零力矩点零力矩点在仿人机器人领域的应用

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零力矩点应用

有名的例子,像是Honda的Asimo就是利用ZMP的相关理论来达到双足机器人的步行和平衡。
Honda的Asimo Honda的Asimo

零力矩点对比

很多的双足机器人研究都是基于ZMP的方法。但是利用的方式各有巧妙不同。
传统的机械领域,都是去建立双足机器人的数学模型,并根据ZMP必须落在稳定区域(脚掌范围)去推导控制法则。建立双足机器人的数学模型,本身就是一件很复杂的事。即便是可以建立出符合真实机器人的数学模型,但进一步去求解控制法则,所需要的数学运算更是一件困难的工作。早期的研究光是能正确地推导及求解双足机器人的数学模型就足够上一流的期刊。虽然不是一件简单的工作,但是如果能正确地推导出数学模型,便可以利用这些数学模型去写程式,用电脑来作模拟。
参考资料
词条标签:
理学