六维力传感器目前已广泛应用于工程实践,尤其是航天领域,在从事在轨修复等精密作业时,需要用灵巧手完成一些复杂的操作,在灵巧手上安装六维力传感器可以实现对接触点的精准力/力矩检测,保证力/力矩的柔顺控制。本文基于应用背景和相关的技术要求,总结了六维力传感器敏感元件相关的研究现状和工程应用中尚需解决的技术问题,对六维力传感器提出了新的设计思路,并给出其检测原理和解耦算法。结合国内外对弹性体的研究和技术背景,综合考虑灵巧手的尺寸和受力情况,明确了六维力传感器的外形尺寸和技术指标,对现有的十字梁平面型弹性体结构进行改进设计,将十字梁和传力梁相结合,在传力梁上贴片测量水平方向上的力,减少弹性体平面上的应变片粘贴数量,缩小弹性体的尺寸,使其结构更为紧凑,保证六维力传感器的小型化设计。之后利用ANSYS有限元分析软件对弹性体进行应力分析,确定电阻应变片的粘贴位置,并设计了外部封装。针对各个通道的不同满量程输出搭建相应的惠斯通电桥,将外载荷转化为应变,输出电信号。设计了两级放大电路对电桥的输出进行放大,然后经设计的数据采集电路和滤波电路收集电压输出。为验证六维力传感器的使用性能,模拟仿真标定实验,使用ANSYS测定不同载荷的应变输出,使用Multisim设计仿真电路,增加零漂、温漂等环境变量,最大限度模拟真实环境。建立维间耦合误差的算法模型,对采集到的数据使用最小二乘法和BP神经网络算法两种解耦方式进行去耦运算,并综合比较两种算法的优缺点和解耦后的标定误差和维间耦合误差。