球体因其良好的滚动特性激发了很多学者研究球形机器人的热情。对于球形机器人的研究工作已经进行了近30年,在这期间,学者们已经研制出了很多种类的球形机器人,可用于太空探索、军事、儿童玩具等领域。本文实现了一种由五全向轮驱动的可重载的球形机器人机构,完成的主要研究工作如下:1.综述了目前已有的各类球形机器人的机构特点,设计了由五全向轮双电机驱动的可重载球形机器人,并完成了机构设计。2.运用经典运动学和动力学理论,分析了五全向轮双驱动重载球形机器人的运动特性,采用牛顿-欧拉法构建了它的动力学方程,通过数值分析方法求解得到了球体及其内部驱动单元的动力学规律。3.研究了五全向轮双驱动重载球形机器人的多种运动形式。分析了直线运动的三个阶段;研究了球形机器人转向、越障、爬坡、跳跃等多种运动形式下的运动机理及其运动能力。4.借助多体动力学软件ADAMS,对所建五全向轮双驱动重载球形机器人的虚拟样机进行了仿真模拟和分析,得到其速度、位移、内部驱动单元摆角等运动规律,验证经典理论分析的合理性。5.最后采用Arduino控制器搭建了控制驱动系统,初步完成物理样机的相关试验,并进一步验证了五全向轮双驱动重载球形机器人的功能。初步的多体动力学仿真和实物样机试验表明它具有良好的全向运动功能和动力学特性。图84幅,表10个,参考文献58篇。