近年来,移动机器人行进方式迅速发展以增强其多场景适应能力,多种行进方式相结合的应用可增强机器人的运动能力以及灵敏性。与常见的足式移动机器人相比,球形机器人在移动速度方面优于足式机器人,同时还可实现原地转向。因此,本文设计并完善了一种轮足复合球形机器人,该机器人同时具备了球形机器人行进速度快以及足式机器人越障能力强的特点。本文的研究工作具体内容如下:（1）基于机器人在各运动模式下的功能及性能指标要求,首先规划了机器人的整体系统框架,之后根据运动模式分别设计了滚动行进及爬行行进机械结构。在设计过程中,对两种运动模式的关键件分别进行了优化设计,提出了采用V字型轴承构成四点支撑的差速轮驱动结构以及球壳-四足耦合的四足爬行结构。最后基于CATIA完成数字样机设计,并使用其内置的DMU运动仿真功能对数字样机模型进行运动干涉分析,避免结构干涉。（2）对已设计优化后的数字样机模型开展运动学分析。首先基于牛顿-欧拉法对机器人滚动模式进行了受力分析用于后续电机选型;基于D-H法对机器人的爬行结构建立单腿运动学模型,最后形成了正逆运动学方程用于后期的舵机控制。然后根据ZMP稳定性判据对机器人爬行行进方式做出步态规划,并提出了机器人位于斜坡时的运动姿态切换控制算法。最后基于ROS环境下的Gazebo软件平台进行了坡面运动模式切换仿真,验证了所提算法的有效性。（3）基于机器人整体功能需求设计了机器人控制系统整体框架,将控制系统分为控制系统硬件设计、控制系统软件设计。其中控制系统硬件分为四个模块:主控模块、通信模块、动力模块以及惯性导航模块。对以上四个模块分别进行设计,以树莓派ZERO作为通信模块,使用WIFI接收控制指令下发至以STM32芯片为核心的主控模块,主控模块接收控制指令后结合惯性导航模块采集的实时数据对机器人运动进行规划,控制动力模块执行相应运动。（4）将机器人的机械结构、硬件系统进行集成,搭建物理样机模型,对机器人的爬行模块舵机关机变量进行标定,并开展了滚动及爬行试验,通过试验验证了球形机器人具备滚动行进能力、爬行行进能力,转向性能以及坡面姿态自主切换能力。