随着传感器技术的飞速发展,六维力/力矩传感器的突出性能不断被开发,因此它在众多领域中得到了广范的应用。传感器现已发展成为最重要、应用最多的感知元件,是高新技术核心之一。本论文通过对六维力传感器的机构理论、静态标定算法、静态标定试验以及标定时间与传感器测量精度之间关系等方面展开了分析和研究,具体内容如下:以广义形式下的6-SPS并联结构数学模型为基础,对其结构进行了理论推导,通过静力学平衡方程验证了一阶静力系数关系矩阵对数学模型建立的影响。引入“螺旋理论”,在此理论的基础上对正交并联式六维力传感器进行结构分析和静力学分析,确定试验样机结构的合理性及优越性。由于实际条件下空间外力的输入与六维力传感器的输出并非理想的线性关系。本文提出基于高次曲线的静态标定算法对正交并联式六维力传感器进行静态标定,将更多的离散数据点加载到拟合曲线上,提高六维力传感器的测量精度,该算法可以适用于各种结构的六维力传感器静态标定。根据算法的确定以及现有的试验条件,设计试验方法并搭建试验环境:本试验将正交并联式六维力传感器搭载到ABB机械手上,通过砝码和机械手的位姿变换实现空间外力的加载,利用可视化编程软件Lab VIEW实时读取试验样机的数据并导入的Excel中存储,将高次曲线拟合静态标定算法写入Matlab中,同时导入Excel中的数据进行计算。通过数据分析和对比,验证了高次曲线拟合算法的正确性,提高了传感器的测量精度。由于在拟合次数过高时会出现病态矩阵的情况。根据标定算法和标定软件对数据处理时间以及正交并联式六维力传感器标定精度之间的映射关系提出了一种设想。在对试验样机进行静态标定过程的基础上总结出关于高次曲线拟合的拟合次数和数据处理时间及六维力传感器测量精度之间的相互影响关系。图58幅;表5个;参75篇。