球形机器人是在传统机器人基础上研发的一种新型的移动机器人,它具有全方位的运动方式,是对传统机器人的拓展和补充。不存在翻仰问题,具有运动速度快、承载能力强、驱动电机少、控制简单的特点。在复杂环境中运动时,球形机器人全封闭的外壳能有效地保护其内部机构和装置;如果与障碍物发生碰撞,球形机器人还可以经过自身调整迅速恢复稳定状态。球形机器人与地面接触是点面接触,属于滚动摩擦,具有运动阻力小、移动速度快、转向灵活方便等优点,其发展越来越受到学者们的关注。但目前的球形机器人结构复杂,且运动学和动力学建模往往是针对学者们自行设计的球形机器人而言,不具有通用性。　　本文的主要工作是在学习和总结前人对球形机器人研制的基础,通过对球形机器人进行动力学分析和运动学分析,建立通用的动力学和运动学模型,并对爬坡、越障和圆周运动进行详细分析,并对球形机器人进行障碍物识别与面向目标的运动控制和路径跟踪策略方面的研究。硬件中主控板以STM32F103单片机为控制核心,实现加速度、超声波、温度等传感器的控制及电机的正反转和转速调节,并通过TFT彩色LCD将信息显示出来。软件采用?C/OS-Ⅱ嵌入式操作系统,并将其嵌入移植到单片机STM32F103上,根据球形机器人功能要求完成代码的编写。