惯性力的定义在学术界是存在争议的,按经典牛顿力学,惯性力是一个虚拟的力,但近代物理的观点认为惯性力仍是实在的力。本文通过数学建模、计算模拟、软件仿真及实验论证对惯性力驱动的机理进行研究。总结归纳了国外关于惯性力驱动专利的一般形式,分别用质心运动定理和拉格朗日方程进行数学建模和公式求解,提出了求解过程和仿真方法。对惯性力驱动的典型装置Dean机构进行了分析,研究其运动机理和力学特性,求出拉格朗日方程,通过Maple和Matlab的联合仿真求解得出了机构的运行状况,对Dean做出的假设提出质疑,求解结论与NASA报告中所阐述的结果一致。本文设计了一种新型的惯性力驱动装置,推导出不同转向下装置的位移公式,对于转向和初始位置两个因素进行了分析。通过Adams建模仿真,验证了计算结果的正确性,在有接触面有摩擦的情况下,该装置能够朝单方向运动,外界摩擦是此类机构单向运动的关键。本文制作了所研究装置的实物模型,使用HC-SR04超声波测距模块测量机构的位移,搭建步进电机拉动平台,测试了水中的阻力,用实验证明了水中阻力很小可以近似模拟接触面无摩擦环境下的运动情况,将机构在水面上的运行情况和理论计算做了比较,两者结果基本一致,机构进行着往复运动,同时利用FC3D-50传感器搭建了测力平台,对机构的受力进行了分析,实验结果表明机构的惯性力和冲量呈现周期性,机构没有受到多余的冲量,证明了机构在接触面无摩擦环境下无定向运动。