本書(shū)對(duì)目前球形機(jī)器人的研究現(xiàn)狀進(jìn)行了歸納、分析，對(duì)球形機(jī)器人的驅(qū)動(dòng)原理、力學(xué)模型、控制策略等進(jìn)行了深入的研究，設(shè)計(jì)了三種新型全方位運(yùn)動(dòng)球形機(jī)器人，即電磁驅(qū)動(dòng)球形機(jī)器人、流體驅(qū)動(dòng)球形機(jī)器人和離合式半球差動(dòng)球形機(jī)器人，對(duì)其滾動(dòng)條件、越障能力、爬坡能力、滑動(dòng)條件、轉(zhuǎn)彎特性等進(jìn)行了簡(jiǎn)要的靜力學(xué)分析研究；建立了球形機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)學(xué)方程，推導(dǎo)出其無(wú)滑動(dòng)的滾動(dòng)運(yùn)動(dòng)的約束方程；分別在球形機(jī)器人運(yùn)動(dòng)學(xué)方程和動(dòng)力學(xué)方程的基礎(chǔ)上，合理選擇了系統(tǒng)的滑模切面函數(shù)、建立了運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)的“滑模控制”策略，并在MATLAB-Simulink的環(huán)境下，對(duì)所建立的控制策略進(jìn)行了仿真實(shí)驗(yàn)研究；搭建了球形機(jī)器人的內(nèi)部控制系統(tǒng)平臺(tái)，對(duì)球形機(jī)器人軌跡跟蹤的控制策略進(jìn)行了理論分析和實(shí)驗(yàn)研究；同時(shí)，基于ADAMS虛擬樣機(jī)技術(shù)，對(duì)球形機(jī)器人的性能進(jìn)行了仿真實(shí)驗(yàn)研究，以進(jìn)一步驗(yàn)證本書(shū)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及控制策略的正確性。