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介绍了一种可实现全向运动的球形机器人系统，通过变异创新的方法扩大两垂直交叉的回转运动副，将偏心质量包围在其内部，且由于两垂直交叉运动副是完全彼此独立的，使其完全真正实现平面二维无限制自由运动，从而实现球形机器人沿任意方向的运动．同时，利用非完整系统力学理论对球形机器人运动学进行了初步分析，为进一步的动力学分析奠定了基础．