对于在三维空间运动的物体，若要灵敏、准确、全面地感知物体的运动变化情况，直接测量其六维加速度参量显然更具普遍的适应性，因而六维加速度传感器应运而生。对于六维加速度传感器研究的主要技术难点在于系统输入、输出信息量较多，加之系统振动微分方程强耦合非线性，给加速度六分量的实时、精确、稳定解耦计算带来了极大的困难。本文综合了国内外对于六维加速度传感器研究的技术难点与研究趋势，选定基于并联机构的弹性体应变型六维加速度传感器为研究对象，以改善其结构复杂度与解耦难度之间的矛盾关系为目的，进行传感器拓扑构型设计、数学建模以及精度特性的研究。提出了6、7、8、9UPS支链型的具有解析形式运动学正解的并联拓扑构型，将此并联机构作为弹性体设计了四种不同构型的并联式六维加速度传感器，借助于四面体原理获得了传感器系统运动学正解，基于KANE动力学方法建立了系统的动力学方程，利用数值算法实现了六维加速度分量的完全解耦，整体算法计算效率高，一定程度上满足加速度实时解耦要求。针对当前传感器系统设计中存在的几何模型误差中的尺寸效应问题，分别从机构设计的角度和数学建模的角度进行了分析与补偿，设计了一体化的多重复合铰链，分析了系统尺寸效应误差，建立了两级补偿算法，并研究了构型对尺寸效应误差的敏感性。考虑弹性体应变型六维加速度传感器机械振动过程中构件本身的几何非线性变形问题，将伪刚体模型法、能量法、最小二乘法线性补偿原理相融合，建立了系统的伪刚体模型算法，在建立反映机构真实柔性变形特性的数学模型中前进了一步。最后，设计了可重构并联式六维加速度传感器样机，通过具体试验辨识了六维加速度传感器系统本身的相关解耦参数，验证了本文所建立数学模型的正确性，同时，可重构样机的设计将有助于研究传感器结构配置优化设计以及构型对传感特性的影响。本文以数学建模与精度特性为主线，探究了并联式六维加速度传感器的解耦算法、计算效率、尺寸效应、柔性变形、原理精度等问题，对于促进传感器的实用化具有重要作用。