1、重載操作機、大型碾環(huán)機、盾構機等巨型高端制造裝備是制造產業(yè)鏈的基礎裝備，國家尖端制造業(yè)發(fā)展水平和國民經(jīng)濟的重要體現(xiàn)。隨著“十三五規(guī)劃”和“中國制造2025”提出加速國內制造業(yè)朝著高端、智能化趨勢發(fā)展，為實現(xiàn)制造裝備空間實時力反饋與力順應控制，需要對制造裝備進行精確、高效的多維空間力測量，促使多維力傳感器成為制造裝備設計的關鍵技術之一。
　　本課題在國家自然科學基金項目“基于并聯(lián)分載原理的壓電式六維大力傳感器研究”（編號512051

2、65）和山東省自然科學基金聯(lián)合專項“壓電式重載六維力傳感器結構優(yōu)化設計及其測試系統(tǒng)關鍵技術研究”（編號ZR2015EL031）的資助下，對壓電式多維力傳感器關鍵技術進行研究，具體研究內容如下:
　　首先，論文基于石英晶體壓電效應理論，對壓電式多維力傳感器進行結構設計包括傳感器空間布局設計，根據(jù)力敏元件測量原理建立壓電式多維力傳感器空間受力模型，推導出壓電式多維力傳感器輸出數(shù)學表達式，并對設計相應石英晶組序列，通過workbench

3、軟件對晶組形狀進行仿真，確定晶組形狀，依照經(jīng)驗公式對壓電元件尺寸進行設計。
　　其次，晶組是壓電式多維力傳感器的核心元件，是壓電多維力傳感器設計與制造核心關鍵技術之一。為此，對傳感器晶組的關鍵制備工藝通過大量的實驗進行研究分析，在清洗方面，選擇合適的清洗設備、清洗溶劑、清洗方法對壓電材料以及傳感器制作過程中關鍵零件與設備進行去污處理，以保證清潔度;干燥方面，尤其是對壓電材料的干燥時間、干燥溫度、干燥方法等對晶體性能都有影響;檢測技

4、術包括絕緣阻抗值和晶軸的判別，檢測絕緣阻抗值大于1013Ω，才能保證電荷穩(wěn)定輸出，無電荷泄漏現(xiàn)象，并采用正交實驗方法分析出最佳的清洗、干燥方法，晶軸判別分析出晶軸與電極面之間的關系。
　　最后，對壓電式多維力傳感器晶組的研制，設計了固定裝置以及壓片機輔助晶組制作，研制單元晶組與組合晶組，設計制作工藝與流程，并對研制的晶組序列進行性能標定實驗，確定晶組的線性度、靈敏度、橫向干擾、重復性誤差指標。由實驗結果分析，晶組輸入與輸出都具有良