对于外骨骼遥操作主手来说,必须能够灵敏的感知从端力的变化,才能为控制系统提供准确的反馈信息,而传感器是实现这一环节的重要因素。外骨骼遥操作主手在运动的过程中,各个关节处都需快速、准确的获取关节力矩的信息反馈,因此,根据外骨骼关节运动的特点设计出适用的传感器来满足整个系统的运行,从而提高整体机构的性能,显得尤为重要。本文将围绕实验中心有关外骨骼遥操作主手研究这一课题提出适用于该外骨骼结构的小型关节力矩传感器。根据国内外有关传感器的研究现状及外骨骼关节接口、传感器弹性体的设计要求和功能需求,进行了力矩传感器的设计研究。本文主要工作包括：1、结合外骨骼遥操作主手结构及传感器设计准则,提出一款轻型、连轴式力矩传感器的整体机械结构模型,通过对比多种弹性体结构设计方案的优缺点,并结合有限元分析进行了整体结构优化,确定了结构尺寸。2、针对传感器弹性体受力情况,对力矩检测原理进行了分析计算,通过对测量电桥方案设计,得出电桥电路的灵敏度。由应变计粘贴方案分析,推导出了输出电压变量与载荷力矩变量之间的理论线性关系式。3、为了提高检测电路中的信噪比,提出内嵌式放大滤波电路模块。采用高精度低功耗的放大芯片及差分滤波电路进行设计,结合传感器结构形式进行内嵌式电路模块结构设计,并对电路板的线路布局进行了设计,对加工工艺进行了分析研究,通过模拟电路实验对该模块进行了有效性分析,证明所设计模块能准确的完成微弱信号的放大滤波。4、采用高性能的ARMSTM微处理器和串口通信接口进行了传感器信号采集系统设计,设置高的转换精度和采样频率进行信号的快速采集,从而实现了PC机上信号的读取,通过搭建实验平台对该系统进行了实验验证,证明了该信号采集系统的可行性,并且信号传输速度快,能很好的满足传感器实时性的要求。5、搭建了传感器测试及标定实验平台,结合文中所提出的结构参数设计、测量电路、内嵌式模块、信号采集系统等进行了实验验证,证明了设计方案的可行性和准确性。同时采用缩减法进行了传感器的模态分析,得出了固有频率及振型参数,结合标定数据为传感器的后续动力学性能分析及优化提供了有效依据。