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本文的主要内容包括传感器的性能指标定义，在此基础上的三、五维力传感器的性能分析，多维力传感器的静态标定研究，六维力传感器的应用研究。首先介绍了空间模型理论与雅可比矩阵及条件数的概念，分析了三维力传感器在平台式结构和解耦结构情况下的力各项同性性能，总结了两种情况下的力各向同性性能随参数的变化规律。在分析了三维力传感器的基础上，研究了4-SPS&1-UPU五维力传感器的各向同性性能。结合空间模型理论建立了4-SPS&1-UPU结构五维力/力矩传感器的空间模型，绘制了各项同性的力/力矩与结构尺寸关联的性能图谱。运用空间模型理论对4-SPS&1-UPU结构五维力/力矩传感器的灵敏度和刚度进行了研究，绘制了灵敏度、刚度与结构尺寸的性能图谱，在对性能图谱的分析基础上总结了各项性能指标随结构参数的变化关系。对解耦结构的4-SPS&1-UPU结构五维力/力矩传感器的力各项同性、灵敏度、刚度的分析，雅可比矩阵的建立引入了空间螺旋理论的分析方法，实现多维力传感器分析的多种解决方案。本文的最后部分研究了多维力传感器的静态标定方法，建立了从六维信号到被控对象的运动控制之间的对应关系，开发了检验六维力传感器控制功能的虚拟样机控制系统，并将六维力传感器用于微操作机器人控制系统中。