RoboCup小型组足球机器人要求反应迅速、运动灵活，以便在比赛过程中较好地完成跑位、带球进攻、防守以及抢、断球等动作。运动是其最基本的功能。运动机构研究是整个机器人机械设计的关键环节，所设计出的运动机构应该保证机器人具有良好的运动性能。 全方位轮机构由于能够有效地避免普通车轮不能侧向运动带来的非完整性约束，可以在保持车体方位不变的情况下在平面上沿任意方向直线移动，路径最短，具有明显的运动优势，成为近几年来小型足球机器人首选运动方式。论文首先对几种基本的全方位轮结构进行了比较，确定了一种较先进的结构形式；然后分析了三轮及四轮足球机器人运动性能及特点，探讨了因安装踢球器等装置对全方位机器人运动情况产生的影响，为合理地确定踢球器等机构主要尺寸以及足球机器人运动机构方案提供了理论依据；对全方位轮运动机构进行了误差分析，建立了运动学误差模型，分析了主要误差参数对车体运动性能的影响，为全方位轮机构设计提供了理论依据；最后提出了一种较先进的全方位轮被动小滚子安装方式以及整个全方位轮体系架构，为运动机构的加工制作奠定了良好基础。