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多维力传感器的信号处理和解耦算法的研究是实现多维力传感器智能化重要途径，是提高传感器测量精度的主要方法。本文结合国家自然科学基金项目“仿人多指手的多维指尖力感知和同步控制”（课题编号：51175106），针对多维力传感器传统的惠斯通信号处理电路和最小二乘解耦方法存在的弊端完成高精度的PICOSTRAIN应变检测电路和从运动复原形状的在线标定方法的研究，最后实现了基于PICOSTRAIN应变检测电路的微型六维力传感器的机电一体化集成设计，并利用从运动复原形状的方法对微型六维力传感器的进行了标定和解耦。首先，文章分析了应变式六维力传感器的国内外研究现状，重点介绍了多维力传感器在信号处理电路和解耦、标定方法方面的研究现状，总结出多维力传感器的研究特点和应用前景。其次，针对多维力传感器传统的惠斯通处理方法复杂、采集精度低等问题，研究了基于PICOSTRAIN原理的数字化应变测量技术，通过电容将应变电阻变化转化为RC网络的充放电时间，它采集时间等数字量，抗干扰能力强，具有较高的测量精度，同时应用PICOSTRAIN原理测量整个系统的电流消耗包括传感器在内可降低到5mA，很好的将低功耗和高精度特性结合在一起。接下来基于PICOSTRAIN原理研究了多维力传感器信号采集方法，多维力传感器信号采集电路可以同时采集多达8路的应变信息，处理电路简单，易于实现电路的微型化设计。再次，针对六维力传感器传统标定方法需要精确施加大量的负载力、只能进行离线标定的问题，提出了一种基于从运动复原形状结合复合型算法的在线标定和解耦方法。该方法对传感器的原始输出数据进行奇异值分解，初始估计力运动矩阵和形状矩阵，结合复合型优化算法和已知几组精确负载力，得到标定矩阵。搭建了JR3传感器的标定实验平台，分别用新方法和最小二乘法对JR3传感器进行了标定和解耦，实验结果表明，结合复合型算法的从运动复原形状的解耦方法具有较高的精度。最后针对设计的外径21mm、高22mm的微型六维力传感器，实现了基于PICOSTRAIN应变检测原理的微型化电路设计，构成微型六维力传感器的机电一体化系统，利用之前搭建的多维力传感器标定实验平台，通过高精度的JR3传感器对微型化六维力传感器的进行了标定和解耦。