模块化机器人是由一系列标准的关节模块和连接模块构成的机器人系统。传统的机器人一般都是基于位置控制的机电一体化系统，将力矩传感系统引入机器人中，可以提高机器人的智能化及对环境的适应性。本文根据北京邮电大学与中国人民解放军装备指挥技术学院的合作项目“空间机械手系统”中提出的力矩传感器设计要求，进行模块化关节力矩传感器的设计和研究工作。　　 在分析国内外力矩传感器研究现状并结合课题要求的基础上，提出了力矩传感器的设计原则，完成了模块化关节力矩传感器的方案设计和分析。本文主要工作包括：　　 1、根据力矩传感器的设计要求，设计了基于应变式原理、采用十字分布的剪切梁和弹性梁的弹性体结构，并对其进行了有限元分析。　　 2、设计了力矩传感器的测量电路，对应变计的选择与粘贴、应变胶的工作机理、电桥搭建及最佳供电电压的估计等作了详细的分析和设计。　　 3、设计了力矩传感器的调理电路，对芯片的选型、原理图设计、关节核心控制单元及其外围电路及基于FPGA的A/D驱动IP软核等作了详细的分析和设计。　　 4、为了提高力矩传感器信号的准确性和有效性，设计了几种力矩传感器的预处理算法，应用于真实的系统中，并作了有效性验证。　　 5、设计了力矩传感器的静态标定平台并作了标定工作，标定结果符合设计要求，满足技术指标。