模块化自重构机器人是由许多具有一定运动和感知能力的模块相互连接组成,每个模块具有与相邻模块连接、分离和通信的能力。这样通过模块间的连接和断开就可以改变构型,模块自身具有自由度,一些模块组成某种构型后可以通过各个模块的协调配合实现运动功能。Ubot系统是由一个基于万向式关节模块组成的的模块化自重构机器人系统,具有主动和被动两种模块,主动模块具有钩爪,各模块间相互操作和运动可以实现重构和协调运动功能。Ubot系统目前实现了四足、蛇形、蠕虫、十字形、风车构型等构型的协调运动。Ubot系统的上位机软件主要使用机器人学科常用软件进行运动规划和动力学仿真,由于自重构机器人构型多变,使得上述过程重复工作太多。本文基于开源引擎OGRE和PhysX,为Ubot设计了一个集运动规划、动力学仿真和底层控制于一体的三维动力学仿真控制平台,可以快速构建机器人的构型,可以交互式生成运动控制指令,生成的运动控制指令可以控制三维虚拟模型观看动力学仿真效果,也可以对实际机器人进行控制。提出并研制了两种和原系统兼容的功能模块:轮子模块和传感模块,轮子模块具有切换轮子状态(主动轮和滚动轮)和全部收回的功能,传感模块集成了红外避障传感器、加速度传感器和无线摄像头,提高了Ubot系统的环境适应能力和环境感知能力。基于研制的自重构机器人功能模块,修改了原系统描述机器人构型的关联矩阵法,使得增加功能模块后仍然可以使用关联矩阵法描述机器人的构型;对使用了两种功能模块的轮滑构型进行了规划和仿真。最后将软件和硬件集成,进行了软件和实际模块同步运动的简单实验,完成了功能模块尤其是传感模块的测试实验研究,并对轮滑构型的机器人进行了轮滑运动实验研究,验证了规划的正确性。