1.2 球形机器人特点及应用

球形机器人最大的特点是运动方式特殊，球形外壳将使机器人能在失稳后获得最大的稳定性，与依靠轮子滚动行走的轮式机器人相比，不存在“翻倒”的问题，并且能在多个方向上滚动行走；与步行或爬行机器人相比，具有运动速度快、承载能力强的特点，而且具有驱动少、控制简单的优势[8]。另外，球形机器人造型新颖别致、行动灵活、转弯半径小，甚至可以实现零半径转弯。由于机器人球面上任何点与地面接触都是稳定的，因此，球形机器人可以自由地向任何方向滚动，以实现全方位行走。当与障碍物或其他运动机构发生碰撞时，球形结构具有较强的自我恢复能力，且机器人能够轻易滚过粗糙的地形。同时，由于球体滚动点接触的阻力相对滑动或轮式装置的线接触的运动阻力小得多，所以球形机器人具有运动效率高、能量消耗小的优点[9]。

由于球形机器人具有诸多独特优势，对球形机器人的研究备受科技人员关注。目前，球形机器人已成为一个重要的研究领域，具有十分广阔的应用前景。其应用领域主要体现在以下几个方面。

（1）工业应用：球形机器人由于其外形的特殊性，所以它成为在特殊环境下进行探测的仪器搭载平台，同时，球形机器人也非常适合在特殊情况下对管道、沟渠等环境进行疏通、勘察等工作，尤其球形机器人具有轮式机器人所不具有的“不怕翻倒”的优势，使它对于管道中的突发情况具有很好的应变能力。

（2）军事应用：由于球形机器人具有体积小、运动灵活等特点，在军事领域，可应用于敌后侦查、智能炸弹等，也可搭载武器，以完成各种战斗任务。

（3）运输应用：球形机器人可以充当一种理想的运输工具，与普通的交通工具不同之处在于球形机器人可以沿任意方向滚动，并能始终保持所搭载的人或物竖直向上。在娱乐场所，球形机器人可作为游人的运载工具，在柔软的土壤、沙地、雪地或冰面上运动[10,11]。

（4）办公巡逻：球形机器人还可以胜任企事业单位下班后的巡逻工作，并可以应付各种突发情况，如异常事故和火灾等。

（5）面向家庭的应用：球形机器人还可应用于家政服务，作为电子宠物、数字家电控制器、娱乐设备等使用，是未来家庭中一个具有潜力的好帮手。