虚拟装配是工业领域中虚拟现实技术的经典应用,国内外科研机构近年来研究虚拟装配技术取得了显著的成果,并将成果应用于实际生产生活,使得虚拟装配的市场前景和应用范围得到了飞速发展,目前已经广泛应用于航天、教育、生产制造以及信息管理等多个领域。近些年全球童车市场消费需求不断攀升,童车行业的创新设计工作量也不断增大。在此背景下,论文将虚拟装配技术和童车行业需求两者相结合,研发了基于Virtools的童车虚拟装配系统,并研究了实现童车虚拟装配系统的关键技术。首先,论文介绍了虚拟装配的定义和特点,并对比分析一些典型的虚拟装配系统开发平台,最终决定选取Virtools 5.0进行虚拟装配系统开发。其次,在分析了基于层次和基于关系的建模方式利弊之后,提出了适用于童车虚拟装配系统的装配信息建模方法,构建基于层次结构和关系结构的童车混合装配信息模型,高效且完整的表达了童车虚拟装配信息。同时,提出了统一、高效的基于童车虚拟装配的装配序列规划算法和装配路径规划及优化算法。特别是在装配路径规划时,提出结合位移增量法和固定间隔时间采样法的方式选定并记录关键位姿,这样可以记录零部件连续的运动轨迹。并提出有效采样点算法优化装配路径关键采样点,最终生成正确且合理的装配路径。接着详细分析研究了童车虚拟装配系统中的装配约束和装配干涉检查。考虑到在导入零部件时获取的装配约束信息不同,提出了基于运动自由度的装配约束算法。结合实际童车装配工作经验和实际约束条件,提出了自由状态下和自由度受限制条件下的两种空间位姿变换,实现了高仿真度的童车虚拟装配约束。并采用基于球形包围盒的碰撞检测算法实现系统的干涉检验功能。最后,本文实现了在Virtools 5.0和Visual Studio 2012平台中搭建童车虚拟装配系统,并利用童车零部件模型验证童车虚拟装配系统功能的正确性,证明了论文研究的童车虚拟装配关键技术具有可行性。