军用装甲车辆综合传动装置结构复杂,空间紧凑,装配工艺要求高。利用物理样机进行综合传动装置的装配实验和装配训练成本过高。虚拟现实技术是近年来被广泛研究的新兴技术,将虚拟现实技术应用在装配设计和装配训练上,不仅可以让装配人员全面认识和体验产品结构,还可以充分发现结构设计问题,在设计阶段改善产品的装配性和维修性。传统的虚拟装配软件,如CAD软件Pro/E、Catia等,采用预定义装配对象和装配约束,由约束条件求解零件位姿的方式,使零件由初始位姿变换到最终位姿,本文称为“一键式”装配,其缺点是:(1)无法体现零件装配路径;(2)零件相互穿透;(3)无法检验结构设计的合理性;(4)装配交互方式单一,缺乏自然的人机交互。本文提出了一种面向设计的动态装配理论,以特征碰撞检测和特征参数匹配实现约束自动识别,采用位姿改变量六自由度修正法表征零件在约束条件下的运动,基于Unity3D渲染引擎开发虚拟环境下动态装配平台,并对某传动装置的轴系进行了理论和方法验证。主要研究内容包括:开展了具有几何特征识别、约束实时更新功能的动态装配理论研究,定义了用于虚拟环境下动态装配的零件模型数据结构。在Visual Studio开发环境下,利用Pro/Toolkit二次开发工具,编写了提取原始零件信息的插件程序,使用QT界面编辑库编写了零件可视化编辑管理。对动态装配理论中装配约束和零件运动进行数学描述和推导,以碰撞检测法定位零件几何特征,以参数匹配法识别约束类型,以自由度归约法确定多约束下零件运动规律,以约束树存储和管理虚拟环境中各零部件之间的约束关系。基于Unity3D渲染引擎构建虚拟环境,应用动态装配理论,使用HUD技术及Leap Motion手势捕捉装置搭建可视化人机交互平台,以某传动装置轴系为例进行了虚拟装配功能检验,验证了理论的可行性。本文从零件在约束条件下的运动描述、约束表达、约束求解、约束建立方式等方面入手,提出了以装配特征为约束识别基元,利用碰撞检测触发装配约束映射算法,实现了零件的动态装配,为面向设计的虚拟装配提供了具备人机交互、工装使用、装配操作、结构设计错误检测以及设计过程装配优化等功能的软件平台。