六维力传感器在航空航天领域、自动化领域、汽车领域、医疗领域都可以精确地测量系统的六维力,同时它是智能工厂系统不可或缺的重要组成部分,其应用前景十分广阔。本文将从数学模型、性能指标分析、结构优化设计方面展开8/4-4型并联六维力传感器及8/4-4型分载式并联六维力传感器的深入研究。为提高六维力传感器的冗余容错能力、兼具高刚度、较好的解耦性能,提出了一种八支链的8/4-4型并联六维力传感器。基于螺旋理论建立了传感器的数学模型,基于拉格朗日法建立传感器基频模型,并通过ADAMS仿真进行了验证;根据雅克比矩阵条件数最小原则,建立传感器的力/力矩各向同性、力/力矩灵敏度、力/力矩灵敏度各向同性的数学模型,采用综合评分法建立力/力矩灵敏度、力/力矩灵敏度各向同性的综合性能评价指标,利用正交试验优选出对各个性能指标具有显著影响的结构参数,并绘制各个性能指标关于结构参数的性能图谱,根据图谱可直接完成满足传感器的性能需求的结构参数优化选择。在此传感器的结构基础上增加中心承载梁,提出一种8/4-4型分载式并联六维力传感器,在不改变传感器结构的基础上达到增大传感器量程的目的。基于分载原理建立传感器的数学模型;通过ADAMS仿真进行校验,同时得到传感器的各阶固有频率及固有振型,对确定传感器的工作频率具有指导意义;针对力/力矩各向同性、力/力矩灵敏度、力/力矩灵敏度各向同性性能指标,绘制性能图谱分析中心承载梁的结构参数对各个性能指标的影响;重点研究中心承载梁的半径对传感器的承载能力、基频特性的影响,为中心承载梁的结构设计奠定了理论基础。