随着传感器技术以及计算机技术的快速发展,力觉人机交互技术得到了越来越多研究者的关注和重视。作为力觉人机交互的一种重要实现手段,力反馈技术被广泛的用于各种人机交互领域,包括虚拟现实领域、无人机控制技术领域、遥操作机器人等。国外对于力反馈技术的研究起步较早,有较成熟的商用力反馈设备和配套的可扩展平台软件,而国内对该方面的研究与国外相比还有较大差距,不仅体现在力反馈设备的硬件及机械技术上,还体现在上位机软件系统上,其可扩展性、通用性以及模块化程度不高。本文根据多自由度力反馈技术研究的需要,设计了一套多自由度力反馈系统,具体包括多自由度力反馈设备结构设计、硬件系统设计以及软件系统设计。其中力反馈设备结构末端具有多个运动自由度,包括三维平动、三维转动以及指部运动的自由度；硬件系统完成对每个运动关节上的光电编码器的信号采集以及电机控制,同时实现与上位机的串口通讯；软件系统主要包括检测控制软件和虚拟现实软件两部分,分别实现与力反馈设备的信息交互和虚拟环境的构建。该多自由度力反馈系统具有解耦简单,工作空间大,位置测量精度高,软件可扩展性强、应用面广等优点。本文的主要研究工作和创新点在于：(1)结构设计中,三维平动结构和三维转动结构分开进行设计,采用并联连杆结构和菱形拉伸结构相串联的方式设计了三维平动结构,三维转动结构安装在三维平动结构末端,从而实现三维平动与三维转动的机械解耦,避免了复杂的软件解耦。(2)硬件系统设计采用了差分电路作为编码器信号的调理电路用来提高信号传输的抗干扰性能,CPLD作为MCU的协处理器,专门用于多路光电编码器信号的实时采集以及多路电机驱动器信号的生成,大大提高了硬件系统的数据处理效率。(3)软件系统采用模块化设计思路,把上位机与力反馈设备进行信息交互的检测控制软件作为一个模块进行设计,同时制定了该软件对外通信的接口规范,实现了检测控制软件与自主设计的虚拟现实软件的对接。此外还将力反馈设备与CHAI-3D软件平台进行对接,极大的简化了软件的设计,提高了软件可扩展性。(4)通过位置测量与标定实验,验证了该力反馈系统具有较高的末端位置检测精度。