触觉交互系统是一个触觉信息循环反馈的闭环系统,其中包含着虚拟环境与现实环境两者之间双向的信息传递。论文从虚拟现实出发,分析了触觉交互技术的原理与实现手段,建构具有力反馈效果的虚拟现实环境,在介绍“虚拟工具点”和“虚平面”的概念的基础上,分析了虚拟环境中力反馈的大小和碰撞检测的计算方法。虚拟工具点总是跟踪力反馈装置最末端操纵杆的位置(也就是人手的位置),系统时刻追踪虚拟工具点的位置并进行碰撞检测。当虚拟工具点移动时,前后两次位置的连线与体数据发生了交叉时,认为“人手”与虚拟物体发生了碰撞,这时系统开始构建虚平面,并计算反馈力产生的作用点及大小。　　 FreeForm系统是基于触觉交互技术的造型设计系统,具有一个基于力反馈技术的操作杆--PHATOM,其操作完全接近自然,提供了直观的面向建模人员的用户界面,以一流的简易功能取代了令人头痛的计算机复杂程序,工作流程完全符合产品开发的一般过程,消除了设计师和产品之间的鸿沟,开启使用者与其设计之间的设计思想的流动之门。FreeForm系统支持*.stl、*.bmp、*jpg、*.igs、*.step等多种数据格式,由于独特的技术优势,不但可以单独使用在设计流程中,也可以在产品正向或逆向设计中起辅助作用。　　 逆向工程可以快速吸速消化企业外部的先进设计技术,具有设计起点高的特点,但在自主创新的问题上,还是遇到了和传统产品设计相类似的难题:设计工作烦琐枯燥,对于一些包含复杂特征的模型,建模困难,很多创意通常难以用传统的造型设计软件来表达。论文分析了逆向工程产品建模技术中遇到的几个问题:产品表面数字化过程数据丢失、产品逆向建模难和产品创新设计难等,讨论了基于触觉交互技术的造型设计系统--Freeform应用于逆向建模设计的可能性和前景。通过研究分析利用Freeform对逆向工程数据采集中的不完整数据进行修复,和通过Freeform的虚拟模型代替手工模型进行概念设计和模型修改,以及借助Freeform的造型设计功能进行逆向再设计的可行性,并提出了一个基于触觉交互技术的逆向工程产品创新设计开发流程,最后通过实例一一验证了这些应用的可行性。