目前机器人发展的主要方向是实现结构和控制的模块化，本研究将机器人分解为通信系统、传感器、底盘驱动形式、控制系统、机械结构（如转动模块、摆动模块）等模块，以及一些用于组装的小型零部件所构成，使用时只需要将这些模块以积木的形式组装到一起即完成了机器人的组装，就构成完整的机器人系统。然而，当前市场上的模块化机器人都存在一定的不足，或组装形式单一，或专用零件过多。工作空间和灵活度是衡量机器人性能的重要指标，也是编程控制、结构和控制优化的基础，但目前多用于工业机器人的分析研究，在模块化机器人结构设计和控制规划时缺少这些指标作为参考依据。因此，本研究中通过对模块组装的机器人进行灵活度计算，获得其灵活工作空间的范围，以选择最佳的工作位置，同时，基于遗传算法对机械臂各部分关节的尺寸参数进行优化。基于Labview软件平台实现图形编程，降低控制的难度。　　本文首先将机器人划分出多种不同结构模块并完成结构设计，介绍该套件可组装机器人的分类，重点对其中的机械臂模块进行运动学分析，运用D-H法建立机械臂模块正运动学模型，采用遍历迭代法完成机械臂模块逆运动学计算。同时，介绍履带移动平台模块的异步驱动算法。　　其次，通过Matlab软件simulink环境下搭建机构模型，通过模拟整个机械臂的运动获得具有完整边界的末端点所有轨迹集合，运用解析法求解工作空间，通过CAD中的拟合曲线命令避开复杂的公式计算，求解出工作空间在xoz平面的投影面积。同时，为了减少灵活度计算过程的运算量，基于蒙特卡洛法用Matlab编程完成工作空间的仿真，以及完成基于服务球理论的灵活度计算。　　然后，设计实现了机器人的控制系统，介绍控制系统的组成框架以及系统软硬件的组成。介绍机器人各运动关节的控制方式，所使用的无线模块、传感器种类和参数。通过Labview设计机器人相对应的控制编程模块及实现图形化编程。　　最后，进行机械臂模块轨迹规划仿真试验，验证前述章节中关于灵活度计算理论的正确性，获得相同轨迹任务下的不同关节参数变化曲线。基于遗传算法完成对机械臂模块的结构优化。进行履带移动平台模块越障分析。