重载多维力传感器由于维间耦合导致测量精度较低，适用性较差，限制了其在高精尖技术领域的应用。要消除或抑制多维力传感器的维间耦合可以从多维力传感器的结构设计和标定算法两个方面解决。重载多维力传感器的模块化结构设计可以拓展其广泛适用性，有效解决设计与需求的多样性和协调性。本文针对重载多维测力领域中使用的大量程、高精度多维测力平台存在的维间耦合问题，结合并联机构具有的结构紧凑、高刚度、简明的力映射关系等特点，开展了模块化多维测力平台设计研究，通过模块化结构设计来测量任意空间多维力信息，实现重载多维力高精度测量的需求。(1)基于螺旋理论，建立了基于并联机构的多维力传感器数学模型，求解传感器输入—输出力映射关系矩阵，结合并联机构构型综合方法，提出多种三维至六维力传感器结构构型。(2)建立了平面3-RRR三维力传感器和空间12-PSS四维力传感器数学模型，求解其力映射关系矩阵；基于传感器性能指标，对传感器相关结构参数进行了优化设计。(3)基于模块化设计理论，提出单维至三维模块测力单元的结构设计方案；在此基础上，确定了模块测力单元构建多维力传感器的组合方式和原则。(4)开展模块化四维测力平台的标定实验研究，搭建了加载标定测试系统，对模块化四维测力平台进行标定实验并求解其实际力映射矩阵，分析并说明了误差来源和减小误差的方法。本文的研究工作对开展基于并联机构的多维力传感器设计和面向任务的多维力传感器模块化设计研究具有一定的理论参考价值和工程实践意义。