空间太阳能电站(Space Solar Power Station)是未来太阳能利用的一种高效解决方案。构想中太阳能的接收装置是由大量太阳能电池板组成的直径达数公里量级的电池板阵列,当阵列中某处电池板因故障失效时,派遣人员或设备前往太空中进行修复更换将耗费巨大的人力物力,因此利用自重构模块机器人技术来实现电池阵的自修复等功能就成为了一个相对经济可行的方案。自重构模块机器人是由多个自治的智能化模块组成的机器人系统,融合了“变形重构”和“自主移动”的技术思想。它可以感知周围环境,通过模块之间的相互运动改变系统构型以适应不同的工作环境,具有良好的应用前景。本文对面向空间太阳能电池阵自修复的晶格式自重构模块机器人进行了系统地研究,主要工作包括以下几个方面:首先,分析任务要求,进行自重构模块机器人地面原型的总体结构方案设计,并着重对其对接机构进行了阐述。其次,进行了模块机器人设计过程中相关的选型计算和结构静力学分析,为设计方案提供优化和校验。然后,基于Visual Studio 2008 C#开发环境,进行模块运动控制软件设计及在此基础上的第一代模块原型机的地面模拟实验。最后,进行模块系统的自修复路径规划分析,提出了一种基于能耗最小的矢量化智能路径搜索算法,并给出了算法的仿真分析,验证了其有效性。地面原型机实验和路径规划仿真的结果证明本模块机器人满足预期的设计要求,初步具备较好实现空间太阳能电池阵自修复任务的能力。