随着海洋资源开发与科学研究需求的不断提高,只具备观察和检测功能的深潜器已不能满足人类的要求,因此可以实现高效作业的水下机械手已得到广泛应用。水下环境较高的不确定性以及深潜作业的危险性,使潜航员进行水下作业过程的强度提高且过程更为复杂,这就需要进行大量的综合训练来保证操作人员的培训效率及安全性。目前针对操作人员的水下作业培训大多采用实物进行,存在着安全风险大、成本昂贵以及培训效率低等缺点。近几年,随着虚拟现实技术的蓬勃发展,虚拟现实系统以其交互性友好、沉浸感极强以及使用便捷等优势,在训练系统中受到了广泛的关注。通过在计算机营造的水下操纵仿真系统中进行模拟训练,可以使操作人员避开深海环境给水下作业带来的风险,提高培训效率促进深潜技术的发展。本论文以我国首台自主研发的载人深潜器——“蛟龙号”为研究对象,主要对其搭载的水下作业机械手进行建模及仿真分析,并提出简易包围盒算法,最终基于虚拟现实技术搭建了“蛟龙号”水下作业仿真平台。为使三维仿真系统不仅具备外观真实性,还可以逼真模拟出机械手的运动过程,论文首先对“蛟龙号”的机械手进行运动学分析并建立其运动学模型,求出正、逆运动学解,并基于VC++编程验证求解算法的准确性;其次,在推导出运动学算法的基础上利用坐标变换和平面投影,提出一种简化的包围盒技术来对机械手臂的碰撞事件进行实时、准确地碰撞检测,并基于Visual Studio开发平台下的MFC对话框调用OpenGL图形库实现仿真平台的搭建,验证碰撞检测算法的正确性;最后,将创建好的“蛟龙号”三维模型保存为.FBX格式文件导入到Unity3D引擎中,搭建水下场景、设计友好的人机交互界面并基于运动学求解算法和碰撞检测模型实现对机械手运动及作业过程的仿真。在基本交互过程实现后,基于头戴式显示器开发沉浸式视景系统。最终实现“蛟龙号”水下操作的三维仿真平台开发。