力反馈技术是一种可以有效增强力觉人机交互效果的重要技术手段,广泛活跃于工业、教育、医学等各行各业。遥操作机器人以及非常热门的虚拟现实(VR)技术正是因为采用了力反馈技术大大增强了给人带来的沉浸感。现在力反馈技术研究的重点便是针对手控器的研究。手控器是人们感知操作环境、控制遥操作机器人的媒介。通过分析国内外手控器的研究现状可知,现有的手控器绝大部分采用电机驱动,少数采用气压驱动。但是现有的手控器在安全性和稳定性方面存在着不足。磁流变液是一种具有重要工程应用价值以及广阔发展前景的新型液体智能材料,磁流变液特殊的流变效应使得磁流变液阻尼器成为非常具有前景的被动控制设备,也吸引众多学者致力于基于磁流变液的力反馈技术的研究。本文设计了一套基于磁流变液的7自由度手控器力反馈系统,减少了纯电机驱动力反馈设备存在的安全隐患。该力反馈系统在机械结构上完成了对磁流变液阻尼器的设计;在硬件电路上完成了对手控器各自由度角度信息的采集、对力反馈执行器的控制以及与上位机之间的通信;在软件系统上完成了检测控制软件和虚拟场景软件的设计。本文的主要工作和创新点如下:(1)设计了蛇形磁路多片式和多圆筒式两种新型旋转式磁流变液阻尼器。(2)并联连杆结构和菱形拉伸结构串联组成手控器的平动结构,然后在其末端串联转动结构来实现平动自由度和转动自由度的解耦。(3)手控器的力反馈执行器共有两种,其中直流电机是平动结构和手指力反馈装置的执行器,而多圆筒式磁流变液阻尼器是转动结构的执行器。(4)将检测控制软件和虚拟场景软件分开设计,定义了检测控制软件与外界通信的接口规范。虚拟场景软件基于Unity 3D平台,本文还将其与检测控制软件相连接。(5)通过标定实验,验证了本文手控器具有较高的末端位置精度。