ReachBot：用于大型移动操作任务的小型机器人

机器人因其通用性与鲁棒性被广泛部署于空间环境。然而，不利重力条件与复杂地形几何暴露了传统机器人设计的局限，其常被迫在机动性与操作能力之间取舍以求得其一。这些环境中预期的攀爬作业揭示了对能够进行通用机动与操作的小型紧凑机器人的需求。我们提出一种称为 ReachBot 的新型机器人概念，通过结合两项现有技术：可伸展臂与移动操作，来满足该需求。ReachBot 利用可伸展臂的伸展范围与抗拉强度，实现超大的可达工作空间与扳手能力。凭借其轻量、可压缩结构，这些臂相较传统刚性连杆关节臂设计也降低了质量与复杂度。利用这些优势，ReachBot 在低重力或需攀爬的移动操作任务中表现出色，尤其当锚点稀疏时。在引入 ReachBot 概念后，我们讨论了用于提升稳定性与鲁棒性的建模方法与策略。随后，受灵巧操作器抓取模型启发，我们建立了 ReachBot 动力学的二维解析模型。接着，我们为微重力下的平面 ReachBot 引入了航点跟踪控制器。我们的仿真结果证明了该控制器对扰动与建模误差的鲁棒性。最后，我们简要讨论了基于这些初步有前景结果以释放 ReachBot 全部潜力的后续步骤。