球形电机作为一种结构新颖的三维电机,因其特殊的球形转子结构能够很好的替代传统三自由度运动装置,且具有体积小、集成度高的特点,因此在工业机械手、智能设备及机器人关节等领域有着广泛的应用前景。针对永磁类球形电机定子线圈中无铁心结构,存在有效输出转矩不高,功率密度较低的问题,本文设计了一种磁通切换型永磁球形电机结构,并对其通电策略展开了初步的研究。本文的主要研究内容如下:（1）首先将磁通切换的概念引入球形电机的结构设计中,并结合有限元分析搭建了基础模型,分析了电流方向的改变对主磁通路径的影响。同时,分析了磁通切换模型中永磁体的厚度,充磁方向截面积以及线圈电流关键参数对磁通切换效果的影响,进而确定了永磁体与定子U形磁极齿的尺寸比例关系。（2）然后基于磁通切换模型阐述了齿槽转矩的产生机理。以降低齿槽转矩为目的在一维空间中对转子磁极齿在水平方向的切向力进行分析。通过转子齿极数、定子磁极对相互间的匹配确定了定转子磁极齿的排布方式,并将一维排布方式拓展至三维球形电机的结构设计上来,初步确定了磁通切换型永磁球形电机的定转子结构。（3）利用有限元软件对磁通切换型永磁球形电机进行了三维建模,分析转子齿的半径,转子磁极齿端部的形状以及定转子间气隙宽度和绕组电流安匝数对该电机齿槽转矩与电磁转矩的影响,通过寻优确定了该电机的最佳结构参数。（4）最后对磁通切换型永磁球形电机的通电策略进行了初步研究,采用欧拉角的描述方式对电机的运动姿态进行描述,分析了定转子相对坐标系的转换过程,推导了坐标系的旋转矩阵。针对该电机的连续自旋与倾斜运动问题,分别设计了单线圈的循环通电方式以及多线圈的连续通电方式,对比了不同方式下电磁转矩大小,仿真结果证实了通电策略的合理性与可行性。