DELTA 的设计、控制与运动策略：用于空地混合移动与操作的可变形多连杆多旋翼机器人

近年来，多模态移动能力使机器人能够在陆地和空中领域进行机动。然而，大多数此类机器人仅设计用于移动，很少有具备执行实际任务所需的操作能力。通过添加机械臂，地面机器人可以执行操作任务，一些带有机械臂的无人机也展示了空中操作能力。尽管如此，此类多旋翼飞行器无法直接用于地面操作，且该配置本身不适合空地混合移动。这是因为其推力集中结构难以同时实现足够的操作自由度 (DoF) 以及在接触和变形过程中的稳定运动。因此，在本工作中，我们开发了一种新型多连杆多旋翼机器人，其每个连杆上均装有推进器并能够与环境接触。该机器人可以利用关节驱动在多种环境中执行陆地滚动移动、空中飞行移动和操作任务。首先，我们介绍了所提机器人的最小配置设计。我们还描述了运动学模型，并基于该模型提出了各组件的设计方案。其次，我们提出了一种基于非线性优化的实时控制方法，该方法考虑了接触和关节运动，可应用于各种多旋翼飞行器。第三，我们提出了包含针对空地混合多连杆多旋翼飞行器特定接触约束的运动策略，并基于多接触模型分析了操作能力的局限性。最后，我们利用实现的样机展示了两个领域中的多种运动。据我们所知，这是首次展示由多连杆多旋翼飞行器实现空地混合移动与操作。