本文以国家自然基金项目“基于模块间误差测量解耦的可重构机器人精度补偿研究”为依托,研制了一套模块化可重构机械臂系统,目的在于为模块化可重构机器人精度补偿、运动学和动力学研究提供实验平台。主要研究内容包括以下几个方面:首先,进行模块化可重构机械臂本体机械结构设计。基于设计指标,明确模块化可重构机械臂本体设计方案,对核心器件进行计算选型;基于Solid Works对机械臂关节模块、连杆模块进行详细设计、建立三维模型、绘制工程图纸,利用加工好的零件装配工程样机。其次,进行可重构模块化机械臂控制系统设计。根据控制系统通讯速度快、稳定性好的性能要求,对控制系统硬件进行选型;根据内部中空走线的原则,对控制系统进行线路设计;基于C#进行上位机测试软件开发。然后,对模块化可重构机械臂系统数学模型展开研究。基于局部指数积法对模块化可重构机械臂进行数学描述,建立装配映射矩阵,进行运动学求解;基于模块化可重构机械臂的构型和物理参数得到机器人的运动学和动力学参数,在此基础上,基于牛顿-欧拉递推公式推导出机械臂动力学方程;基于多项次插值算法,结合MATLAB机器人工具箱对六自由度ABBABA构型模块化可重构机械臂进行轨迹规划和仿真计算。接着,对模块化可重构机械臂系统进行试验测试。对所设计的模块化可重构机械臂系统进行单关节负载测试,并对其中一种构型的六自由度机械臂进行重复定位精度测试。最后,对本文所做的工作进行总结,对后继的工作进行展望。