微小型移动式自重构机器人系统由若干个相同的单元机器人组成,各单元机器人既可以离散后独立作业进行环境的探索,也可以构成通信节点,扩大通信范围,同时又可以彼此对接组成整体机器人。移动式自重构机器人系统具有工作效率高、移动范围广、构形多样化、环境适应能力强以及灵活性和扩展性高的特点,特别适合于单体机器人无法完成的复杂任务,以及环境复杂、任务烦琐的场合,在环境探测、野外搜救等领域具有广阔的应用前景。本课题在国家自然科学基金的资助下,在单元机器人模型建立的基础上,进一步在定位方法、对接方法、控制系统以及实验等方面进行研究。具体内容如下:首先,鉴于单元机器人的定位系统是影响自重构机器人系统对接效率的关键,本文设计一种基于红外信号强度的定位方法。利用红外强度随着传播距离、入射角度的增加而减小的特点,设计了由16个红外发射器和8个红外接收器组成的定位系统,可获得单元机器人的相对距离和相对角度。该定位方法具有体积小、反应速度快的特点,为机器人的快速聚集与对接奠定了基础。其次,对自重构机器人的对接方法进行研究,设计出一种基于红外信号强度定位方法的自重构机器人自主对接方法。根据不同任务下单元机器人的各种状态,对机器人的通信信息类型进行分类,设定单元机器人在各种状态下发送的信息格式与信息内容。在此基础上,给出机器人的自主对接方法,并给出自重构机器人系统自主对接流程。然后,对单元机器人控制系统硬件进行设计。包括单元机器人的主控芯片、电机模块、对接模块、通信模块以及视觉模块,并将控制系统进行集成,得到完整的单元机器人。最后,对完整的机器人系统进行实验研究。对单元机器人以及组合机器人进行性能测试,进行两个机器人的对接实验,以及多个机器人自主聚集与自主对接实验。实验结果证明了单元机器人设计的合理性,机器人对接机构的可行性,以及单元机器人自主对接方法的正确性。