本发明提出一种基于冗余自由度利用的旋翼飞行机械臂协调运动规划方法，生成满足运动约束并最小化系统质心偏移的协调运动轨迹。首先建立机械臂的运动学模型，以及飞行机械臂的一体化运动学模型，计算对应的雅各比矩阵。根据四旋翼无人机的欠驱动性，将雅各比矩阵分解为可控部分与不可控部分。随后建立系统的质心偏移模型，计算对应的雅各比矩阵。利用分层二次规划框架，以飞行机械臂末端跟踪精度为优化目标，建立并求解一个二次规划问题；在此基础上，将质心偏移量纳入优化目标函数，建立并求解新的二次规划问题，得到满足末端目标跟踪性能且最小化质心偏移的参考运动轨迹。本发明适用用于目标捕获、设备操作等空中作业任务。