什么是零力矩点(ZMP)?

零力矩点(Zero Moment Point,ZMP)是机器人动力学中用于描述稳定行走的关键概念,特指地面反作用力的合力作用点。当机器人在运动时,若所有惯性力和重力产生的水平力矩在该点被完全抵消(即合力矩为零),则称该点为ZMP。其物理意义在于:只要ZMP始终位于机器人足部与地面的接触多边形(支撑多边形)内,就能保证机器人不会倾倒。这一原理被广泛应用于双足机器人步态规划中,是判断动态平衡的核心指标。

在具身智能产品开发中,ZMP理论为服务机器人、外骨骼等移动设备提供了稳定性保障的数学基础。例如扫地机器人在复杂地形行进时,通过实时计算ZMP位置调整重心,可避免侧翻风险。近年来随着柔性材料与多传感器融合技术的发展,ZMP控制算法已能适应更动态的环境,如京东物流机器人就能在搬运重物时通过ZMP预测实现防倾倒微调。