大型手术由于创口大,手术中容易伤害其他组织,术后回复慢,易感染等弊端逐渐被微创手术(MIS)所取代,微创手术由于创口小等诸多优点被更多的应用在现代手术中。临床手术需要医生的实际操作经验,这便使得没有此类经验的新医生无法进行手术,而不进行手术就不能获得实际操作经验,如此,没动过手术的医生便很难获得手术操刀的机会。与此同时,有经验的医生又随着年龄的增长身体不能承受如此大的负荷,比如出现手颤抖,拿不稳手术刀,严重影响手术精度,或者因为体力不支,在手术进行中会产生疲惫感,使得手术在各个方面都受到很大影响。针对现有问题,急需能够弥补新医生经验不足、经验足医生年纪大等弊端的医疗器械的产生。医疗机器人为主导的微创手术需要传递给医生很多必要的信息,诸如手术实时画面信息等,其中更为重要的是手术目标点位置信息,能否获得高精度的目标点位置信息对手术成败起着决定性作用。确定目标点位置信息的方法有很多,视觉的方法可以进行测量,使用传感器也可以进行测量,本文采用接触式传感器来测量目标点的位置信息。首先,对传感器的机械结构进行设计,对不合理的地方进行优化设计;对传感器测量原理进行推导,最终确定测量模型,得出确定的计算式;对核心部件——悬臂梁进行厚度优化设计,最终得出悬臂梁薄片的最优厚度数值;从两套方案中通过比较优劣最终确定哪种方案应用到实际中。其次,对应变片的粘贴位置进行优化分析,确定出最合适粘贴应变片的位置;设计芯片来采集输出的电压,采集的电压通过软件进行计算;设计特定电路来实现预期功能,包括放大电路的设计和做差电路的设计等,电路仿真分析,确保正确无误。最后,设计能对测量电压进行采集,画图和存储功能的电压采集软件,计算得出空间三位移的测量方法,设计PCB板;采用高精度实验平台进行实验,采集并处理数据,拟合出数据呈现的直线关系;误差分析,计算对各方向上的误差,检验误差带,考虑可能产生误差的原因及解决方案。