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机器人研究论文
绪论
经过一学期的机械工程导论课程学习，从对机械概念模糊无知到对机械学科有了一定的了解，认识到机械的无所不在和其无与伦比的魅力。
老师在课上授予我的知识和其对机械的经验总结，给予了我很大的启发，对我有很大的影响，使我认识到了自己在机械领域的兴趣和方向。
这次对机器人的研究更是让我被机械的博大精深所折服。
机器人随着社会的发展，社会分工越来越细，尤其在现代化的大生产中，有的人每天就只管拧同一个部位的一个螺母，有的人整天就是接一个线头，就像电影《摩登时代》中演示的那样，人们感到自己在不断异化，各种职业病开始产生。
于是人们强烈希望用某种机器代替自己工作。
于是人们研制出了机器人，代替人完成那些枯燥、单调、危险的工作。
∙1910年捷克斯洛伐克作家卡雷尔·恰佩克在他的科幻小说中，根据Robota（捷克文，原意为“劳役、苦工”）和Robotnik（波兰文，原意为“工人”），创造出“机器人”这个词。
这便表明了人们发明机器人最初的目的仅仅是去干一些比较单一简单的工作。
但是随着社会发展和科学的进步，人们对机器人的功能有了更大的需求，1911年，美国纽约世博会上展出了西屋电气公司制造的家用机器人Elektro。
它由电缆控制，可以行走，会说77个字，甚至可以抽烟，不过离真正干家务活还差得远。
但它让人们对家用机器人的憧憬变得更加具体。
从此以后人们开始真正考虑机器人的智能化，怎样利用机器人将人们从劳动中更大程度的解放出来。
但是人们却开始担心机器人会不会脱离人的控制，对人类社会产生巨大危害。
此时艾西莫夫提出了机器人三定律：
∙第一法则：
机器人不得伤害人类，且确保人类不受伤害；
∙第二法则：
在不违背第一法则的前提下，机器人必须服从人类的命令；
∙第三法则：
在不违背第一及第二法则的前提下，机器人必须保护自己。
现在“三定律”成为机械伦理学的基础，这便说明了机器人智能化还是有一定的潜在危机可能，但是机器人的研究还是一直处于快速发展当中，所以机器人智能化，普及化也是历史发展的必然和未来社会发展的要求。
机器人一般由执行机构、驱动装置、检测装置和控制系统和复杂机械等组成。
执行机构：
即机器人本体，其臂部一般采用空间开链连杆机构 ，其中的运动副（转动副或移动副）常称为关节，关节个数通常即为机器人的自由度数。
根据关节配置型式和运动坐标形式的不同，机器人执行机构可分为直角坐标式、圆柱坐标式、极坐标式和关节坐标式等类型。
出于拟人化的考虑，常将机器人本体的有关部位分别称为基座、腰部、臂部、腕部、手部（夹持器或末端执行器）和行走部（对于移动机器人）等。
驱动装置：
是驱使执行机构运动的机构，按照控制系统发出的指令信号，借助于动力元件使机器人进行动作。
它输入的是电信号，输出的是线、角位移量。
机器人使用的驱动装置主要是电力驱动装置，如步进电机、伺服电机等，此外也有采用液压、气动等驱动装置。
检测装置：
是实时检测机器人的运动及工作情况，根据需要反馈给控制系统，与设定信息进行比较后，对执行机构进行调整，以保证机器人的动作符合预定的要求。
作为检测装置的传感器大致可以分为两类：
一类是内部信息传感器，用于检测机器人各部分的内部状况，如各关节的位置、速度、加速度等，并将所测得的信息作为反馈信号送至控制器，形成闭环控制。
一类是外部信息传感器，用于获取有关机器人的作业对象及外界环境等方面的信息，以使机器人的动作能适应外界情况的变化，使之达到更高层次的自动化，甚至使机器人具有某种“感觉”，向智能化发展，例如视觉、声觉等外部传感器给出工作对象、工作环境的有关信息，利用这些信息构成一个大的反馈回路，从而将大大提高机器人的工作精度。
控制系统：
一种是集中式控制，即机器人的全部控制由一台微型计算机完成。
另一种是分散（级）式控制，即采用多台微机来分担机器人的控制，如当采用上、下两级微机共同完成机器人的控制时，主机常用于负责系统的管理、通讯、运动学和动力学计算，并向下级微机发送指令信息；作为下级从机，各关节分别对应一个CPU，进行插补运算和伺服控制处理，实现给定的运动，并向主机反馈信息。
根据作业任务要求的不同，机器人的控制方式又可分为点位控制、连续轨迹控制和力（力矩）控制。
分类情况:
中国的机器人专家从应用环境出发，将机器人分为两大类，即工业机器人和特种机器人。
所谓工业机器人就是面向工业领域的多关节机械手或多自由度机器人。
而特种机器人则是除工业机器人之外的、用于非制造业并服务于人类的各种先进机器人，包括：
服务机器人、水下机器人、娱乐机器人、军用机器人、农业机器人、机器人化机器等。
本论文主要论述特种机器人，工业机器人会做一些简单的论述。
●工业机器人
日本设计的机器人用伺服电机示意图
1954年美国戴沃尔最早提出了工业机器人的概念，并申请了专利。
该专利的要点是借助伺服技术控制机器人的关节，利用人手对机器人进行动作示教，机器人能实现动作的记录和再现。
在这里就不得不说伺服技术，伺服系统（servomechanism）是使物体的位置、方位、状态等输出被控量能够跟随输入目标（或给定值）的任意变化的自动控制系统。
伺服主要靠脉冲来定位，基本上可以这样理解，伺服电机接收到1个脉冲，就会旋转1个脉冲对应的角度，从而实现位移，因为，伺服电机本身具备发出脉冲的功能，所以伺服电机每旋转一个角度，都会发出对应数量的脉冲，这样，和伺服电机接受的脉冲形成了呼应，或者叫闭环，如此一来，系统就会知道发了多少脉冲给伺服电机，同时又收了多少脉冲回来，这样，就能够很精确的控制电机的转动，从而实现精确的定位，可以达到0.00mm
可以说伺服电机是能够创造高级精密机器人的基础，伺服电机可以根据机器人的行为从而形成反馈脉冲，方便控制程序判断和调控，其如此精密的定位，可以使机器人胜任人类无法完成的高精密工作。
工业机器人最显著的特点有以下几个：
（1）可编程。
生产自动化的进一步发展是柔性启动化。
工业机器人可随其工作环境变化的需要而再编程，因此它在小批量多品种具有均衡高效率的柔性制造过程中能发挥很好的功用，是柔性制造系统中的一个重要组成部分。
（2）拟人化。
工业机器人在机械结构上有类似人的行走、腰转、大臂、小臂、手腕、手爪等部分，在控制上有电脑。
此外，智能化工业机器人还有许多类似人类的“生物传感器”，如皮肤型接触传感器、力传感器、负载传感器、视觉传感器、声觉传感器、语言功能等。
传感器提高了工业机器人对周围环境的自适应能力。
（3）通用性。
除了专门设计的专用的工业机器人外，一般工业机器人在执行不同的作业任务时具有较好的通用性。
比如，更换工业机器人手部末端操作器（手爪、工具等）便可执行不同的作业任务。
（4）工业机器技术涉及的学科相当广泛，归纳起来是机械学和微电子学的结合-机电一体化技术。
第三代智能机器人不仅具有获取外部环境信息的各种传感器，而且还具有记忆能力、语言理解能力、图像识别能力、推理判断能力等人工智能，这些都是微电子技术的应用，特别是计算机技术的应用密切相关。
因此，机器人技术的发展必将带动其他技术的发展，机器人技术的发展和应用水平也可以验证一个国家科学技术和工业技术的发展水平。
汽车装配机器人
当今工业机器人技术正逐渐向着具有行走能力、具有多种感知能力、具有较强的对作业环境的自适应能力的方向发展。
当前，对全球机器人技术的发展最有影响的国家是美国和日本。
美国在工业机器人技术的综合研究水平上仍处于领先地位，而日本生产的工业机器人在数量、种类方面则居世界首位。
工业机器人在工业生产中能代替人做某些单调、频繁和重复的长时间作业，或是危险、恶劣环境下的作业，例如在冲压、压力铸造、热处理、焊接、涂装、塑料制品成形、机械加工和简单装配等工序上，以及在原子能工业等部门中，完成对人体有害物料的搬运或工艺操作。
例如：
电焊机器人，弧焊机器人，激光加工机器人，真空机器人以及洁净机器人。
以弧焊机器人为例分析其机构：
专用弧焊6关节机器人
弧焊机器人基本的硬件组成：
1.焊接机器人
目前全球生产工业机器人的厂家主要有：
瑞典ABB公司；德国KUKA，REIS,CLOOS公司；奥地利IGM公司；意大利CAMAU公司；日本FANUC,MOTOMAN,OTC,Panasonic公司，这些厂家的机器人技术已经非常成熟，产品已经系列化。
我国焊接机器人的发展晚于德国、日本等发达国家，但是经过多年的努力，一些厂家也在开发研制生产工业机器人系列产品。
目前用的最多的焊接机器人形式是模仿人手臂功能的多关节机器人。
这类机器人一般为6关节，具有6个关节的机器人基本上能满足焊枪的位置和空间姿态的控制要求。
一般6关节弧焊机器人，各轴采用交流伺服电机驱动高精度RV减速机实现各轴旋转动作。
日本的MOTOMAN公司在此基础上开发出了7个关节的机器人具有更好的灵活性。
为了更大程度提高焊枪的灵活性和可达性，常用的机器人规格中还有对应的焊接电缆内藏式专用弧焊机器人
2.焊接设备
焊接设备一般包括：
焊接电源、送丝机、焊枪、防碰撞传感器、清抢剪丝机，一般根据所焊工件的焊接工艺要求选择配置
3.变位机
一些焊接场合，如工件尺寸较大，工件空间集合尺寸复杂，使机器人的焊枪无法达到焊接位置或处于理想的焊接姿态，又或者为了提高机器人的利用率需要在多工位之间切换，这时需要对机器人或工装夹具进行变位。
通常的做法有：
一是把机器人装于可以移动的轨道小车，升降台或龙门架上，扩大机器人的作业空间；二是移动工件，使作业部位移到机器人的作业范围内，也有同时采用上述两种办法的。
4.焊接工装夹具
焊接工装夹具根据焊接工艺要求设计，因工件的不同，而形式多种多样。
焊接工装夹具在保证焊接质量、焊接生产效率、操作方便性的同时，还需要结合机器人、变位机等保证焊枪的可达性、系统安全性、通用互换性。
5.安全措施
因机器人在焊接过程中变位机及机器人动作快，且焊缝间切换时经常出现加速情况，当人员或物品意外进入其活动区时将出现危险。
所以应该配备光栅或者快速门保护。
6.控制系统
作为一般的简单应用可以直接采用机器人控制柜配合外部操作盒实现对焊接系统的控制。
在实际应用中常常需要一个外部控件系统进行全面协调控制，包括：
机器人及其外部轴，工装夹具动作，工件输送，安全防护系统等。
外部控件系统通过调用机器人控制系统的相关焊接程序进行焊接。
机器人控制系统则负责对焊接过程进行控制，如机器人及外部轴协调动作，焊接设备的动作。
外部控件系统通常采用PLC为主控单元，人机界面触摸屏为参数设置及监控单元，通过多个或单个按钮站实现控制。
此外弧焊机器人系统中还有很多高级功能：
接触传感功能、电弧传感跟踪功能、非接触式传感及跟踪功能、坡口自适应功能、轨迹重现功能及多层多道焊功能、多台机器人协调功能、TCP自动校正功能。
2011年全球机器人销量分布
一个国家要引入高技术并将其转移为产业技术（产业化），必须要具备五要素，这五要素分别是：
Machine/Materials/Manpower/Management/Market。
和有着“机器人王国”之称的日本相比，我国有着截然不同的基本国情，那就是人口多，劳动力过剩。
刺激日本发展工业机器人的根本动力就在于要解决劳动力严重短缺的问题。
所以，我国工业机器人起步晚发展缓。
但是正如前所述，广泛使用机器人是实现工业自动化，提高社会生产效率的一种十分重要的途径。
我国正在努力发展工业机器人产业，引进国外技术和设备，培养人才，打开市场。
日本工业机器人产业的辉煌得益于本国政府的鼓励政策，我国在十一五纲要中也体现出了对发展工业机器人的大力支持。
可见工业机器人无论是在国际还是在国内发展前景都是相当可观的。
●特种机器人（重点研究）
特种机器人是除工业机器人之外的、用于非制造业并服务于人类的各种机器人总称。
联合国标准化组织采纳了美国机器人协会给机器人下的定义：
“一种可编程和多功能的，用来搬运材料、零件、工具的操作机；或是为了执行不同的任务而具有可改变和可编程动作的专门系统。
”机器人能力的评价标准包括：
智能，指感觉和感知，包括记忆、运算、比较、鉴别、判断、决策、学习和逻辑推理等；机能，指变通性、通用性或空间占有性等；物理能，指力、速度、连续运行能力、可靠性、联用性、寿命等。
因此，可以说机器人是具有生物功能的空间三维坐标机器。
●军用机器人
军用机器人是一种用于军事领域的具有某种仿人功能的自动机。
提到机器人，人们会想到工业生产流水线上的焊接机器人、喷漆机器人，或者看到过各种服务性的机器人。
但大多数人很少看到过供军事作战使用的机器人，因为它是一种军事机密。
尽管如此，一些工业化国家的新闻媒体仍然透露了这方面的内幕，向人们描述了军用机器人的神秘风采。
早期的军用机器人（第一代），是一种固定程序、靠存贮器控制，并仅有几个自由度的机器人，无论是身体还是思想缺陷都非常大，所以真正“从军”者寥寥无几，到了60年代中期，电子技术有了重大突破，一种以小型电子计算机代替存贮器控制的机器人出现了。
机器人开始有了“某种感觉”和协调能力，能自主地或在人的控制下从事稍微复杂一些的工作，这就为军事应用创造了条件。
。
机器人从军虽晚于其他行业，但自60年代在印支战场崭露头角以来，日益受到各国军界的重视。
作为一支新军，眼下虽然还难有作为，但其巨大的军事潜力，超人的作战效能，预示着机器人在未来的战争舞台上是一支不可忽视的军事力量。
军用机器人分为:
地面机器人，无人机,水下机器人，空间机器人。
美国“剑”式机器人
军用机器人的功能包括作战，勘测探查，运输物资，扫雷等军队各方面行为上。
例如美国福斯特-米勒公司（Foster-Miller）开发的远距离遥控方式操作的武装“剑”式机器人。
这种机器人身高0.9米，最高时速9公里，这种机器人配备履带，能够较好的适应各种复杂的地面状况，能轻易通过楼梯、岩石堆和铁丝网，在雪地及河水中也能行走自如。
“剑”机器人基本硬件组成
1.执行机构：
配备制式5.56毫米M249型机枪外加M16系列突击步枪与M202-A16毫米榴弹发射器、4台摄像机以及夜视镜的上身，配备履带，转轴，各种传感器的下身基座
2.驱动机构：
直流伺服电机以及交流伺服电机，齿轮传动机构
3.监测装置：
一中是内部信息传感器，用于检测机器人各部分的内部状况，如各关节的位置、速度、加速度等，并将所测得的信息作为反馈信号送至控制器，形成闭环控制。
另一类是外部信息传感器，用于获取有关机器人的作业对象及外界环境等方面的信息，以使机器人的动作能适应外界情况的变化
4.控制系统：
集中式控制，即机器人的全部控制由一台微型计算机完成，并且接受人工信号进行控制双调节
此外还有地面微型机器人：
它们体积小，生存能力强，具有广泛的用途。
微型机器人在战场侦察方面大有可为，特别是仿生机器人及昆虫机器人，因为它们与自然界
的生物及昆虫极其相似，敌人很难发现它们。
根据需要，它们可以携带各种不同的侦察传感器，并连续不断地将敌人阵地及敌军部署的情况发送回来，而这是卫星和无人机所做不到的，因为它们只能获得目标瞬间的图像。
如果给微型机器人装上引信及炸药，还可以把它们变成智能炸弹或智能地雷。
它们可以自己向敌人的设施运动，尽量深入其内部、爆炸后与敌人同归于尽。
因此，对于敌人的基础设施，如桥梁、动力管道、发电厂及铁路枢纽等，它们是一种非常有效地破坏武器。
当战争停止后，通过遥控可以把它们集中到某个地方，加以回收、从而不致伤害老百姓。
敌人即使得到它们也没有什么用处，因为它们有复杂的密码系统，外人是无法拆卸的。
这是一只仿照甲虫外形制造的微型机器人,在它的背上镶有太阳能电池板,它可以靠太阳能来提供动力进行活动。
无人机应该是一种无人驾驶飞行器，从大的分类来看，包括无人侦察机、无人攻击机和无人靶机。
无人侦察机用于获取敌方的情报；无人攻击机用于攻击对方的一些地面甚至空中目标。
无人机当靶机主要用于武器的试验，比如测试地空导弹、空空导弹打击的效果。
这是目前无人机应用较多的领域。
另外无人机还可以当通讯的中转平台或者作为无人的电子干扰机。
大多数有人飞机可以完成的任务，无人机都可以完成。
与载人飞机相比，它具有体积小、造价低、使用方便、对作战环境要求低、战场生存能力较强等优点，备受世界各国军队的青睐。
在几场局部战争中，无人驾驶飞机以其准确、高效和灵便的侦察、干扰、欺骗、搜索、校射及在非正规条件下作战等多种作战能力，发挥着显著的作用，并引发了层出不穷的军事学术、装备技术等相关问题的研究。
它将与孕育中的武库舰、无人驾
美国“全球鹰”无人机
驶坦克、机器人士兵、计算机病毒武
器、天基武器、激光武器等一道，成为21世纪陆战、海战、空战、天战舞台上的重要角色，对未来的军事斗争造成较为深远的影响。
服务机器人
服务机器人是机器人家族中的一个年轻成员，可以分为专业领域服务机器人和个人/家庭服务机器人，服务机器人的应用范围很广，主要从事维护保养、修理、运输、清洗、保安、救援、监护等工作。
主要类型：
护士助手、脑外科机器人、口腔修复机器人、进入血管机器人、智能轮椅、爬缆索机器人、户外清洗机器人、消防机器人等。
例如家庭多功能机器人。
组成模块：
机械手执行模块、语音发生模块、无线通讯模块、小脑网络中枢、本体运动模块、传感器模块。
功能介绍：
管家功能：
具备自主导航和路径规划，基于视频网络的物体辨别和抓取，基于移动终端及多网融合的实时交互等核心技术，可在家中自建地图、自主行走，能定位冰箱、微波炉、茶几等物件并搬运饮料、水杯等物品，具有独自完成家庭事务的能力。
家庭监控功能：
将自主开发、性能成熟的多传感器融合的人体识别、人脸识别应用在设计独特的球形机械上。
该机器人能够在室内迅速移动并对陌生人进行探测，同时将扫描到的图像通过无线网络即时发送给主人，具有突出的机动性能和监控性能。
老人助行功能：
集成了创新的主被动两用机械结构设计、基于载波自然光条件下的红外跟踪技术、多节点无线智能家电控制及传感器网络、一键拨通电话等重要功能。
该机器人能为老人行走助力，提供休息条件，为老人搬运物品并跟随老人，还可提供智能便捷的家电、电话控制。
老人服务功能：
通过加速度传感器、磁传感器、压力传感器感知意外情况，监控独居老人的健康和生活状况。
如老人突然摔倒，机器人会把捕捉到的信息发送给其家人，起到及时监护作用。
此外，机器人还能根据老人的健康状况制定饮食和健身计划，提醒老人按时服药，陪老人聊天等等。
例如阿西莫机器人,“阿西莫”（ASIMO）机器人由日本本田公司研制，可以称得上是世界上最先进的类人机器人，是全球唯一具备人类双足行走能力的机器人。
阿西莫已经学会了漫步、上茶、指挥交响乐等行为，而且它还可以洞察人类的心思。
它的设计初衷就是为人类服务，然而它上述彬彬有礼的行为也意味着它有朝一日可能会控制世界。
诞生日期 第一代2000年10月31日第二代2006年第三代2011年
身高 第一代120cm第二代130cm
体重 第一代52公斤第二代54公斤第三代48公斤
行走速度 第一代0-1.6公里/小时第二代0-2.7km/h第三代0-9km/h人们走路的速度一般是4~7公里/小时
行走范围 范围可调整，步幅可调整
抓握力 0.5公斤/手（每只手5个手指）
作动器 伺服电机+谐波减速器+驱动单元
控制装置 行走/操作控制单元，无线发送单元
传感器 脚部六轴向脚部方位传感器躯体陀螺仪和加速传感器
电源部分 38.4V/10AH（镍锌）
操作部分 操纵台和便携控制器
身体体自由度
（类似人类的关节）第一代26个角度第二代34个角度第三代57个角度
阿西莫进行接待工作
腰部旋转关节：
奔跑或步行时，通过手腕部位的摆动，以及腰部积极地旋转，消除脚部摆动所产生的反作用力，从而提高步行速度。
手腕弯曲关节：
在手腕部位再增加2个轴，使手腕能够柔软、灵活地活动
拇指关节：
原来使用1个马达驱动5个手指，为了使拇指能够独立活动，再增加1个马达，使得ASIMO能够拿各种各样的东西。
头部关节：
在头部关节部位再增加1个轴，以增加头部的表达能力。
控制技术
在实现机器人的奔跑方面，面临着2大课题。
一个是正确地吸收飞跃和着陆时的冲击，另一个是防止高速带来的旋转和打滑。
1、正确地吸收飞跃和着陆时的冲击
实现机器人的奔跑，要在极短的周期内无间歇地反复进行足部的踢腿、迈步、着地动作，同时，还必须要吸收足部在着地瞬间产生的冲击。
Honda利用新开发的高速运算处理电路、高速应答/高功率马达驱动装置、轻型/高刚性的脚部构造等，设计、开发出性能高于以往4倍以上的高精度/高速应答硬件。
ASIMO利用其身上安装的传感器，拥有360度全方位感应，可以辨识出附近的人和物体。
配合特别的视觉感应器，他可以阅读人类身上的识别卡片，甚至认出从背后走过来的人，真正做到眼观六路。
当他识别出合法人员后，还可以自动转身，与之并肩牵手前进。
在行进中，ASIMO还能自动调节步行速度配合同行者。
和人握手时，他能通过手腕上的力量感应器，测试人手的力量强度和方向，随时按照人类的动作变化作出调整，避免用力太大捏伤人类。
ASIMO装载的大量传感器，既包括传统人类的传感器，也拥有一些超越人类的特殊感应器，能够迅速地了解周围情况，在复杂的环境下也能快速顺畅地移动。
●视觉感应器：
其眼部摄影机通过连续拍摄图片，再与数据库内容作比较，以轮廓的特征识别人类及辨别来者身份；
●水平感应器：
由红外线感应器和CCD摄像机构成的sensymg系统共同工作，可避开障碍物。
●超音波感应器：
以音波测量3m范围内的物体，即使在毫无灯光的黑暗中行使也完全无碍。
接待员
5身体结构
Honda的工程师们在项目初始阶段花费了大量的时间研究了昆虫，哺乳动物的腿部移动，甚至登山运动员在爬山时的腿部运动方式。
这些研究帮助工程师们更好的了解我们在行走过程中发生的一切，特别是关节处的运动。
比如，我们在行走的时候会移动我们的重心，并且前后摆动双手来平衡我们的身体。
这些构成了ASIMO行走的基础方式。
在行走过程中，我们的脚趾也扮演了非常重要的角色，在平衡我们身体上起了很大的作用。
在ASIMO的脚上也有类似的机理，而且还使用了吸震材料来吸收行走过程中产生的对关节的冲击力，就像人类的软组织一样。
ASIMO和人类一样，有髋关节，膝关节和足关节。
机器人中的关节一般用“自由度”来表示。
一个自由度表示一个运动可以或者向上，或者向下，或者向右，或者向左。
ASIMO拥有26个自由度，分散在身体的不同部位。
其中脖子有2个自由度，每条手臂有6个自由度，每条腿也有6个自由度。
腿上自由度的数量是根据人类行走，上下楼梯所需要的关节数研究出来的。
6动作原理
类似人类的步行方式
除非你很了解机器人学，否则你很难想象要让ASIMO象人类这样行走是多么的困难，而ASIMO又是如何令人难以置信的达到这个程度的。
ASIMO的行走中最重要的部分就是它的调节能力。
ASIMO除了能像人类一样正常的步行之外，它还能对行走过程中遇到的情况进行自我调节。
比如在有一定斜度的平面上行走，甚至有可能在行走过程中被人推了一下，ASIMO都能快速对这些情况进行及时地处理，并进行相应的姿态调节，以确保能够正常的行走。
为了实现这些，ASIMO的工程师们需要考虑ASIMO在行走中产生的惯性力。
当机器人行走时，它将受到由地球引力，以及加速或减速行进所引起的惯性力的影响。
这些力的总和被称之为总惯性力。
当机器人的脚接触地面时，它将受到来自地面反作用力的影响，这个力称之为地面反作用力。
所有这些力都必须要被平衡掉，而ASIMO的控制目标就是要找到一个姿势能够平衡掉所有的力。
这称做"zeromomentpoint"（ZMP）。
当机器人保持最佳平衡状态的情况下行走时，轴向目标总惯性力与实际地面反作用力相等。
相应地，目标ZMP与地面反作用力的中心点也重合。
当机器人行走在不平坦的地面时，轴向目标总惯性力与实际的地面反作用力将会错位，因而会失去平衡，产生造成跌倒的力。
跌倒力的大小与目标ZMP和地面反作
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