本文设计了两种新型模块化伸缩单元，这两种伸缩单元具有集成度高、伸缩比大，精度高等优点，然后基于模块化伸缩单元的控制原理，制作了双三棱柱多面体样机，通过对模块化伸缩单元的实时位移控制，实现了双三棱柱多面体样机的自穿越运动。该样机的自穿越运动原理能够应用于攀爬管道，洞穴等存在安全隐患且人为不易探索的地方。　　首先，通过对伸缩单元机械结构的学习，在机械结构提出三种结构比较紧凑、伸缩比大的备选方案:(1)螺母堆叠式伸缩单元(2)电机偏置伸缩单元(3)双出轴多级嵌套伸缩单元。通过对上述三种方案的对比分析并综合多面体样机的设计需求，分别对电机偏置伸缩单元、双出轴多级嵌套伸缩单元两种方案进行了深入研究，将电池、控制板、位移传感器、电机、无线通信模块等集成于一体制作了原理样机。　　然后，基于模块化伸缩单元的控制原理搭建了双三棱柱自穿越多面体样机，该样机主要由三个三角形平台构成，每个平台由转动副、移动副穿插连接。通过对每个模块化伸缩单元的实时位移控制实现各个三角形平台之间的无限穿越运动。该样机不仅验证了模块化伸缩单元的实用性，同时也验证了模块化伸缩单元搭建具有大变形能力的多面体样机的可行性。　　本文工作将为模块化伸缩单元以及基于模块化伸缩单元的类多面体机构的研究提供设计基础。