目前，相比于传统的足步机器人，球形机器人机构新颖，在性能及应用方面有许多突出的优点。它具有占地空间小;运动摩擦力小;转弯半径理论近似为零等特点。它还可以实现全方位运动并且球形机器人又能够有运动速度快、承载能力强、驱动电机少、控制简单的优点，同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。本文主要研究的是面向特殊环境的室内外移动的手抛式球形机器人。通过对国内外球形机器人的现状分析，设计一种单点摩擦驱动球的结构，其结构新颖，是一种驱动方式简单的手抛式球形机器人。具体工作如下:　　(1)对球形机器人系统整体结构进行需求分析和性能分析，确定本结构的总体设计方向。针对原理方案设计、加固装置、驱动安装装置、摩擦主球以及系统整体结构设计进行方案论证，提出各个系统的方案可行性分析，为搭建各个系统模块的详细设计提供理论依据。　　(2)建立球形机器人的简化方程，并对简化结构进行运动学和动力学分析，通过简化数学方程的结果来分析球形机器人在设计中需要注意的设计要求，为结构设计奠定理论基础。　　(3)通过前面的理论和可行性分析，建立solidworks三维模型，对加压装置、下支撑架组合体进行具体设计，分析运动原理，建立球形机器人的三维结构总体设计图并优化结构设计。然后分解模型导出二维工程图进行外协加工，完成球形机器人实物设计，并运用ansys workbench仿真软件对斜舵机安装架和牛眼轮支撑主球装置这些关键零件进行静力学分析。　　(4)对球形机器人的硬件平台进行设备搭建，对控制系统、视觉和监听一体化系统、监视系统、电源系统和驱动系统进行具体系统设计，做机器人各个系统搭建的研究，为后续设备调试奠定基础。　　(5)从实验整体原理分析、实验系统平台搭建和控制系统测试分析三个方面进行实验的调试。最后，对手抛式球形机器人的整体进行实验分析，对一些参数进行再次优化设计，然后再重新实验以求达到最佳的效果，为今后进一步研究提供实验依据。