我国在可重构模块机器人方面的研究工作起步比较晚， 目前还处于初级阶段，但也取得了一些成绩。陈丽等人[10]提出了一种可重构蛇形机器人， 该机器人机构的主要特点是单关节结构模块化， 具有可适应地面形状变化的柔性连接环节和类似于蛇腹鳞摩擦特性的机构底部， 试验结果证实， 该蛇形机构重量轻、 控制简单、 运动灵活， 能够很好地仿生蛇的多种运动形式。王明辉等人[11]介绍了一种新型可重构星球探测机器人系统。基于这种机器人的功能和结构的分解特点， 人们设计了模块化控制系统，使用CAN总线技术作为模块间的主要通信方式。 人们提出了集中式控制算法， 有效地实现了一台子机器人在不同模式状态下自主运动和操作的控制，并通过原理样机实验验证了这套控制系统的可行性。刘金国等人[12]提出了一种新型模块化链式移动机器人机构， 它具有可重构、 自动变形的特点， 该类型单模块机器人采用了履带、 轮、 臂、 腿组合的移动机构， 具有三维空间的运动能力。陈学东等人[13]设计出了一种腿部和身体都可以进行重构的模块化机器人， 如图1.8所示。 该机器人可以根据任务的不同改变不同的模块配置， 重构成四足或六足爬行机器人， 人们已经通过实验样机模型验证了其可行性。哈尔滨工业大学的赵杰等人[14]提出了一种基于关联矩阵的UBot自重构机器人拓扑描述方法， 为自重构机器人的构型匹配和重构算法研究提供了一定的理论基础。 上海交通大学的蒋东升等人[15]提出了一种新颖的空间可重构模块机器人，该机器人具有一种基于销-轴楔合且雌雄同体的特殊对接机构， 如图1.9所示。 该对接机构结构简洁合理， 可靠性较强， 能较好地完成模块间的连接和分离。 华南理工大学的周雪峰等[16]设计出了一个模块化的可重构机器人平台，可以搭建工业操作臂、 轮式移动机器人、 双足步行机器人、 爬壁机器人以及爬杆机器人等不同构形的机器人。李英等人[17]针对可重构模块机器人建模过程中产生的模型不确定性设计了基于计算力矩的鲁棒模糊神经网络控制。 朱明超等人[18˜20]提出了一种新的分布式控制方法，采用一种分解算法把可重构模块机器人的动力学系统分解成若干个动力学子系统， 设计自适应滑模控制器抵消模型不确定性的影响。 在此基础上， 其又提出一类可重构模块机器人分散自适应模糊滑模控制方法， 采用模糊逻辑系统估计子系统未建模动态， 并提出一种基于观测器的可重构模块机器人分散自适应控制方案， 通过状态观测器观测值构建的自适应模糊系统来逼近子系统动力学模型中的不确定项和关联项， 鲁棒控制项用于抵消模糊逼近误差对轨迹跟踪的影响。
图1.8 Mini Quard I四足及六足机器人
清华大学的郑浩峻等人[21]将可重构单元分为旋转、摆动和辅助单元，并建立了可重构机器人模块单元的几何模型， 通过组合数学理论分析了机器人的组合装配特性。上海交通大学的费燕琼[22]重点研究可重构模块机器人模块的结构、 正逆运动学求解和动力学等方面。
东北大学的李树军等人[23]重点研究可重构模块化机器人的模块结构， 给出了7种具有独立功能的模块: 两种辅助模块、 两种连杆模块和三种1自由度的关节模块。 中科院沈阳自动化所[24]研制出了星球探测可重构机器人。 该机器人包括三角履带轮 (子机器人) 和车体 (主机器人)， 其中三角履带轮根据探测需要还带有一个机器人， 可完成越障、 搬运、 采样、 测绘等功能。北京航空航天大学[25]开发了一种可重构履带机器人，其组成包括四个基础模块、 三个连杆模块和两个转动关节模块， 各模块可组合成不同构形的机器人去完成复杂地形的侦察作业。
图1.9 M-Lattice的对接机构
哈尔滨理工大学的模块化可重构机器人系统(MRRES)[26]主要面向教育和科研领域的应用， 该学校研制了包含基座、 转动关节、 平移关节、 连杆等一系列模块， 通过模块之间的机械和电气连接， 可以方便快捷地组装出多种操作臂本体， 图1.10所示为MRRES的两种构形的机器人。
清华大学的聂澄辉等学者[27]基于仿生学和拓扑理论，研制了一套模块化可重构足式仿生机器人系统， 并根据足类生物骨骼结构的简化和划分设计了系统基本模块， 此系统能构造出多种不同构形的足式机器人， 但重构过程需要手动完成。 哈尔滨工业大学的唐术锋等人[28]设计了一种新型钩爪连接机构， 由微型直流电机、 主动钩爪连杆机构和被动连接基板组成， 具有模块连接的对中和自锁功能。 魏延辉等[29]提出了通过构形平面匹配方法求解可重构机器人的运动学， 并根据改进形式的D-H运动学建模方法构建了可自动生成的可重构机器人运动学模型。 为提高可重构机器人完成预定任务的能力，人们对其构形容错性进行了研究， 以相对可操作度和容错空间作为评价指标，分析了各关节对工作构形容错性的影响，并通过增加容错性能较差关节的补偿值提高了工作构形的容错性[30]。张大伟等人[31，32]提出了被动式万向连接器的微型可重构机器人系统，并以降低可重构机器人系统的轨迹跟踪误差为目标， 建立了其与万向连接器的几何关系，给出了运动方程及控制方法。印波等人[33]提出了一种新型晶格畸变的自重构机器人系统LDSBot， 并利用蒙特卡洛模拟法对晶格式可重构机器人可达工作空间进行了求解。 北京航空航天大学[34˜35]研制了Sambot自重构模块化机器人系统， 如图1.11所示。 该系统的模块具有自主运动能力， 并可同其他模块连接进而形成具有不同作业能力的机器人结构。 Sambot自重构模块化机器人系统的模块采用分布式运算平台， 由许多相互连接的微控制器组成。 在离散的机器人可控网络区域内， 机器人构态、 模块之间的交互和连接均是通过红外线传感器和无线定位通信装置来实现的。 Sambot机器人是较为成熟的自重构分布式机器人系统， 具备自主运动和对接能力。
图1.10 MRRES
图1.11 Sambot自重构模块化机器人系统
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