随着对深海科学的不断研究，对海洋流速传感器的测量性能提出了更高要求，不但需要测量流速较大的水平流，而且需要测量流速变换极其微小的上升流。本论文以国家自然科学基金项目“可测上升流的三维瞬时海流传感器的研究”(No.41076061)为背景，研制三维流速传感器的力标定系统，并对系统主要结构进行分析优化，使其达到测量垂直微力所需要求。本文首先规划了三维流速传感器的微力标定系统的方案，对微力加载装置和微位移工作台进行简单设计，提出一种基于柔性铰链的微力缩小机构，采用对称式结构布置减小水平方向耦合误差，该机构在传统的砝码滑轮式机构的基础上，采用柔性铰链为支撑和传递微力，利用二级杠杆机构的缩小原理进行二级缩放。对设计模型进行简化，并对其进行力学模型分析，通过理论计算和参数简化处理，得出机构的理论微力缩小倍数。对两种常用柔性铰链进行力学分析比较，通过理论计算和软件分析对比得出柔性铰链主要参数对刚度的影响。对整体机构在重力场作用下的变形及微力缩小效果进行分析，并对机构采用配重式设计，有效减小机构在重力场下的变形。利用有限元分析软件对两种柔性铰链对整体结构的微力放大效果进行分析，对柔性铰链的最小厚度、连接杆的长度及整个机构的厚度进行分析对比，确定最终的整体结构参数。该差动式垂直微力发生机构结构简单，操作方便，可广泛运用于各种需要加载垂直微力的场合，有良好发展前景。