球形机器人至今发展历史仅约20年,它是传统机器人运动方式的突破,是移动机器人研究领域的热点问题之一。目前的球形机器人大多为内部驱动,很难解决能源供给问题。为此,本文提出了一种内外驱动兼备的球形机器人,针对该球形机器人进行了结构设计、静平衡分析、越障性能分析方面的研究。首先对球形机器人的研究现状与发展进行介绍,提出了目前球形机器人研究中遇到的主要问题。通过应用机器人重心偏移力偶驱动的方法,设计了一种内外驱动兼备的球形机器人装置。该球形机器人以外部风能驱动为主,以球体内部电机驱动为辅。然后运用空气动力学和静力学理论建立了机器人的静力学平衡方程,制作了一个镶嵌在球体内部的数字气压计,以实时获得球体内部初始气压,通过测量在各个气压之下所对应的接触半径。得到一些实验数据,对机器人的静力学平衡方程的正确性进行了验证。最后,根据力矩平衡原理建立了描述该球形机器人越障运动性能的约束方程,得出了风速、地形倾角、障碍物高度、球体尺寸及重量等各物理参数之间的函数关系。