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依据现有的非完整约束理论、机器人机构学与控制理论，采用摩擦圆盘运动分解合成机构，提出了一种可在三维空间内运动的非完整机械臂机构，并研究其运动规律：这种三维非完整机械臂机构，既表现出运动约束的不可积性（即非完整性），还表现出运动的非线性和可控性。这类机械臂由于驱动单元数较少，从而降低了机械臂的重量和成本，这种机构对于探索三维复杂非完整机械系统具有重要的科学意义：