传统的工业机器人使用伺服电机和减速器机构来实现机身的旋转。鉴于减速器有结构复杂、效率低、转动惯量和噪声大、润滑油泄漏、传动间隙大、维护频繁、机构磨损严重等缺点，提出了一种低速大力矩直驱电机技术，不仅避免了对减速器的使用，减少了传动装置造成的功率和能量损失，而且系统振动减弱，并简化了设备的安装及维修过程，提高了安装精度以及传动效率，延长了机器寿命。首先，针对一款七轴工业机器人进行三维建模和数学建模，对其进行运动学分析得到工业机器人J1轴的额定力矩、最大力矩、转速等数据，为力矩直驱电机的设计提供可靠输入参数。其次，借助西门子电机得到设计的力矩直驱电机的各类技术指标以及外形尺寸，采用场路结合法，配合ANSOFT Maxwell软件的电磁场仿真分析和ANSYS workbench软件的应力学分析，设计一台适合的工业机器人J1轴用力矩直驱电机，并对电机的永磁体形状进行优化，减小齿槽转矩，提高电机的性能。最后，设计一套合理的力矩直驱电机安装结构来完成电机和工业机器人旋转基座的连接，并采用ANSOFT Maxwell电磁场仿真软件模拟电机在实际驱动机械臂的工况下的瞬态运动过程，验证力矩直驱电机技术的可行性。