伴随着工业化水平的大幅提高和高新科学技术的迅猛发展,对于装置的稳定性及精密度的要求也日趋严格,然而以往传统的多自由度电机在工作时需要依靠多个单自由度电动机之间的传动机构协调运作,这不仅将占用大量空间,不易操作,而且机械传动机构运行较为复杂,整个运行系统中的减速齿轮之间的相互摩擦将会大大影响系统的稳定性与反应时间,降低电机的运行效率,因此早已无法跟上现代科学发展的脚步。面对以上诸多问题,众多科研工作者开始将关注点集中在能够实现多自由度运动的电机研制上,相继提出并制作出了多种永磁多自由度电机,但因大多数电机的定转子之间采用轴承支承这一传统的单一连接模式,使得电机转子部位受到摩擦阻力的影响,从而导致电机的运动精度受限,输出转矩的能力变差。故而本文创新性地提出了一种液质悬浮式结构的三自由度电机,该电机相较于传统的设计方法而言,因定转子之间注有液质流体而可极大程度上消除摩擦,最大限度的逼近真眼,易于小型化和集成化,改善了电机性能,提高了电机的稳定性,本论文的具体工作内容归纳如下:1)论文首篇提出并介绍了一种新型液质悬浮式三自由度电机,并阐述了其提出的实际意义,随后完整论述了该电机本体的结构参数以及运行原理,该电机的创新之处在于将液质流体充入到定、转子之间,以期尽可能的减少摩擦损耗,随后使用解析法求取了影响电机转矩大小的场域的气隙磁感应强度值。2)通过ANSOFT软件搭建了电机的几何模型,详细介绍了网络剖分的原理,给出了在不同剖分模式下的磁感应强度对比曲线图;随后分别获取了在径向充磁和平行充磁两种方式下的磁通密度标量值;给出了单块转子磁极的磁通密度在球坐标系下的三个分量的曲面图。在评价电机性能优劣时有一个重要因素不能忽视,那就是电机的转矩特性,在了解了电机磁场的基本性质后,提取出了在静磁场下的电磁转矩值,并导入到绘图软件MATLAB中得到了其三维曲面图。同时对定子线圈的磁场特性进行了分析计算。3)为了更好的研究该新型电机的电磁性能,在目前众多求解电机磁场的理论方法中,选取了计算精度较高的等效磁网络法,通过对边界条件的分析以及各小单元参数的计算,获取了靠近以及远离转子磁极处的磁感应强度曲线图。4)利用虚功位移法,以电机进行自转运动为例,将剖分单元选为三角形,得到了电机电磁转矩的具体表达式;同时采用麦克斯韦张量法进行了转矩计算;在此基础上搭建了实验平台,测取了转矩值,并与上面两种方法进行了比较,验证了理论方法的合理性。5)采用PD算法初步实现了对电机轨迹的跟踪,并应用虚拟样机软件ADAMS建立了该电机的动力学模型,分析了电机转子磁极的运动情况。