本发明提供了三维力光纤自解耦感知与容错测量方法及其一体式集成，具体步骤是：S0：配置具有四根光纤的三维力传感器结构；各光纤均处于平行的张紧悬置状态，各光纤均设置有一段栅区；S1：对三维力传感器进行空间耦合加载标定试验，记录四个栅区的中心波长漂移量，将实际施加给三维力传感器的力值作为参考值；S2：构建三维力传感器正常状态与光纤断裂状态下的测量数据集；S3：采用蜣螂算法优化训练获得实现三维力传感器自解耦或容错测量的最佳极限学习机模型；S4：凝聚最佳的自解耦和容错模型至一个模型库中；S5：根据三维力传感器工作时反馈的中心波长，得到正确的三维力输出。本方案还提供了一种中空结构的灵敏的三维力传感器结构。