球形万向轮是一种特殊的轮子设计，主要由一组可以自由旋转的小球组成，能够在多个方向上自由运动，具有极高的灵活性和机动性。其基本结构通常包括球座、小球和支架等部分。

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球形万向轮的外壳通常是一个球形或球面结构，内部装有多个内置在球壳内的轮子，这些轮子之间的间隙通常大于球壳的厚度，使得它们可以自由运动而不受限制，轮子通过固定的轮轴连接在一起，并通过特殊的轴承和球壳之间的压力相互配合，从而使得轮子在任何方向上都能旋转和转动。
球形万向轮的优点在于其转向灵活，可以在水平和垂直方向上自由旋转，且强度较高，不易损坏，然而，相对于其他类型的万向轮（如铰链式万向轮）球形万向轮的摩擦力较大，这可能会对机器人的电池寿命产生影响。
因此，球形万向轮通常适用于对机器人精度和方向要求较高的环境场景。
制造球形万向轮的主要材料通常包括高强度金属合金、钢或其他合成材料，这些材料在制造过程中需要经过高精度的加工和热处理，以确保轮子和轴承在使用过程中能够保持稳定的运动特性。