球形机器人由于其运动机构的全对称性,使得其在运动时,球体内部没有一个相对稳定的平台,造成安装在内部框架上的摄像机、测距仪等设备不能有效采集目标数据或采集回来的数据不准确,对机器人的智能化研究产生了很大影响。针对这一问题,本文设计了一种应用于球形机器人内部的双轴稳定平台,该平台通过双电机调节实现,随机器人运动而进行随动控制,使得安装在机器人上部框架上的仪器设备始终保持水平状态。本文的主要研究内容如下：首先,对BYQ-3球形机器人的内部结构及其直线、曲线行走时框架的运动规律进行分析,在此基础上提出稳定平台系统的设计要求,对主动式稳定平台和被动式稳定平台进行比较和选择,并对主动式稳定平台的隔离原理进行分析。其次,根据主动式稳定平台的隔离原理,分析了双轴稳定平台的实现方式。在此基础上,设计了稳定平台的机械结构,并对平台关键部分进行分析计算。根据平台双轴运动实现的具体方式及运动传递关系,分析了平台稳定的有效性,并在软件环境下进行建模与仿真。再次,针对所设计的稳定平台机构,对稳定平台的控制系统设计方案进行分析。确定控制系统硬件电路的组成,重点对平台电机控制电路及驱动电路进行分析设计,并对稳定平台硬件控制电路进行了设计实现。最后,根据稳定平台的控制需求,分析了双轴稳定平台控制软件设计方案。对控制软件中的关键模块—平台电机伺服控制模块、PID控制模块及中断处理模块的实现原理和实现方法进行了详细分析,并编写了软件控制程序。