多自由度电动机具有机械集成度高、电机结构材料和驱动控制系统元件利用率高等特点，可以大大简化机械系统的结构，减小体积和重量，从而可以提高系统的精度和动态性能，提高性能价格比，因此在机器人等具有多个运动自由度的系统中具有广泛的应用前景 。

90年代以来，美国、欧洲、日本等国的学者对多自由度电动机的研究工作十分活跃，各种工作原理和不同结构的样机层出不穷，比较典型的有法国的A. Foggia等人研制的外转子两自由度球形感应电动机、美国G . J . V achtsevanos等人研制的三自由度球形感应电动机、美国Kok-Meng Lee等人研制的球形步进电动机、A. R. Miles等人研制的三相自整角原理的两自由度球形电动机、日本的K. Kaneko等人研制了的三自由度球形直流伺服电动机、日本TOYAMA Shigeki等人研制的两自由度球形超声波电动机等等。

我国在多自由度电动机方面的研究起步较晚，主要研究成果有西北工业大学的三自由度永磁直流伺服电动机、华中理工大学的三自由度球形交流伺服电动机、浙江大学的组合式两自由度步进电动机。

从现有资料看，国内外学者所研制的多自由度电动机大都采用球形结构，从结构原理上看球形结构较为合理，易于实现多自由度旋转运动，但也存在着如结构复杂、加工困难、电磁藕合关系复杂、不易控制等缺点。为此，哈尔滨工业大学在传统旋转电机原理和制造工艺基础上提出了非球形的正交圆柱结构多自由度电动机方案，并在国家863计划的支持下研制出了正交圆柱结构多两自由度和三巨由度电动机的样机，实验研究证明了该结构的可行性。