摘要：轮手一体机器人是一种模块化机器人，其单模块自由度多，结构相对复杂，群体构形形式多样，且需要经常重构以适应不同环境。采用传统方法对其进行动力学建模导致重复建模，机器人重构时更新量较多。针对此问题，提出一种基于模块化思想的群体构形动力学建模方法，减少了重复建模，且所得方程适用于串链、闭链、树形等各种拓扑构形。采用李代数作为局部坐标消除奇异位形，得到单模块机器人动力学方程的统一描述。根据群体构形的连接关系和连接类型定义接触集合和关节模型，建立约束力方程描述模块间的相互作用。针对动力学方程状态变量非矢量情况下的数值积分方法进行讨论，并给出实例仿真。

关键词：轮手一体机器人 群体构形 动力学 无奇异 几何积分 

单位：中国科学院沈阳自动化研究所机器人学国家重点实验室 沈阳110016 中国科学院大学 北京110049 立命馆大学理工学部机器入学系滋贺525-8577 日本