近年来,随着工业技术的发展对产品加工精度要求越发严格,对于加工装置的稳定性及精密性的要求也越来越高,传统多个电机协同工作的多自由度装置已无法适应当前需求,通过单一装置实现协同工作的多自由度电机越发受到众多科研工作者的关注。但多自由度电机的支撑结构多采用机械轴承,在运动时摩擦大且易发生机械接触、造成输出精度低、摩擦损耗大等相关问题。本文提出了一种新型的气浮多自由度电机,电机的支撑结构为气浮轴承,工作时高压气体支撑转子实现悬浮无摩擦运动。本文主要针对电机的电磁场、气浮轴承选型、热固耦合问题及动力学进行了分析。首先,对电机结构原理及磁场进行了分析,验证了其电磁设计的合理性。其次,对其支撑结构气浮轴承进行了介绍,建立了数学模型和解析法程序,通过与有限体积法仿真软件进行结果对比验证了解析法正确性,进一步分析轴承各参数变化对气浮轴承和气浮多自由度电机特性的影响,通过结果分析对气浮轴承参数进行了优选。之后,对电机的热学原理进行了阐述,针对电机长时间工作时的温升,过高的应力与形变均会对电机结构造成破坏,影响电机的使用寿命和可靠性的问题,对比其与同型号电机的温升情况,进一步分析了其的形变与应力分布,验证了其良好的散热性及机械设计的合理性。最后,对动力学原理进行了介绍,针对气浮多自由度电机存在着复杂的力学耦合关系,力学模型复杂,输出轨迹难以实现精确控制等问题,建立了电机的动力学数学模型,对电机的支撑结构与输出特性进行了动力学分析,并与MATLAB搭建了联合仿真平台。所做的工作对于气浮多自由度的设计及优化有一定的参考意义。