面向航空、国防、智能制造等领域对各维度灵敏度不同的多维力感知技术的迫切需求,本文基于“微力感知”的思想,巧妙应用近奇异位形作为增力机构,将近奇异位形引入到多维力感知机构的设计研发当中,来提高多维力感知机构不同维度的灵敏度。以近奇异柔性并联多维力感知机构为研究对象,依次开展了构型分析与构型综合、刚度与静力映射建模、性能分析与结构优化设计、样机研制与标定实验等方面的研究工作,丰富了多维力感知机构的构型,为近奇异多维力感知机构的应用提供了新思路。首先,根据机构在近奇异位形下,在某些特定方向上施加力/力矩时,会产生较大内力这一特点,引入近奇异构型设计理念。基于螺旋理论,将近奇异理念与柔性并联多维力感知机构相融合,分别对基于六分支、八分支Stewart平台以及SS分支的近奇异多维力感知机构进行构型设计与构型综合。其次,基于变形叠加原理与变形协调条件,对近奇异构型多维力感知机构的刚度模型与静力映射模型进行了理论推导,得到了其数学表达式。并通过ANSYS Workbench对典型的近奇异六维力感知机构数学模型进行了数值验证,得到了典型近奇异六维力感知机构的灵敏度放大倍数。再次,提出了近奇异度性能指标,并对该性能指标以及灵敏度指标进行了分析,讨论了近奇异多维力感知机构局部结构参数与近奇异度、灵敏度之间的变化关系。基于灵敏度指标,通过SolidWorks与ANSYS Workbench的联合仿真对近奇异多维力感知机构进行了结构优化设计,在有限的空间内提高了灵敏度。基于最小二乘法,借助MATLAB与ANSYS,对近奇异多维力感知机构进行了虚拟标定。最后,对所设计的近奇异多维力传感器进行了样机的研制,搭建了该传感器的标定系统,制定了标定实验方案,并根据标定算法对此传感器进行了标定实验,得到了传感器的标定矩阵以及非线性误差矩阵。