球形机器人是一种球形的能够全方位行走的机器人，具有行动灵活，零转弯半径和抗倾倒性的特点。本文在球形机器人的基础上设计了一款适用于月球表面探测的球形机器人，对该机器人的机械结构设计进行了详细的介绍，并通过对其爬坡姿态的动力学分析、仿真和样机实验，以及模拟月壤的动力学仿真，验证了该设计方案的可行性和有效性。　　 首先，针对月球表面的复杂环境，分析了探月球形机器人的主体结构材料需要具备的性能要求，通过对多种材料的对比分析，最终确定了一种新型材料，作为月球探测球形机器人的主体结构材料。　　 其次，在以往球形机器人的基础上，提出了月球探测球形机器人的设计方案，对机器人的结构设计和工作情况进行分析。同时，还对实验样机的运动驱动部分和可伸缩操作臂部分进行了分析、计算和校核，并对关键部位的电机进行了详细的选型说明。　　 再次，针对月球探测球形机器人的运动特性，分别对其变形前后的爬坡姿态进行了动力学分析，并运用软件Matlab进行了仿真实验，以及通过样机的实验数据，分析了影响其爬坡效果的各种因素，结果验证了该设计方案的可行性和有效性。　　 最后，运用软件Pro/E、Abaqus、Ansys和Matlab模拟月壤的实际环境，并建立月球探测球形机器人的动力学模型，分别对其在月壤表面上静止和行走时的沉陷问题进行了理论分析和仿真实验。结果验证了理论计算和仿真分析的正确性。