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三自由度永磁球形电动机是一种结构新颖、高度集成化的多自由度运动的机电能量转换装置,具有广泛的应用前景。但目前仍处于理论研究及实验阶段,轨迹规划、运动控制等很多问题亟待解决。本文首先采用旋量理论对三自由度永磁球形电动机运动学和动力学特性进行了分析。采用运动螺旋理论和POE指数积法综合分析了三自由度永磁球形电动机的运动学特点,并求解出了其运动学正解、逆解,得到三自由度永磁球形电动机速度变换的雅可比矩阵。利用凯恩方程和旋量理论求取了三自由度永磁球形电动机运动所需的驱动力矩,建立了三自由度永磁球形电动机动力