虚拟装配作为虚拟制造技术的重要组成部分,近年来得到了学术界和工业界的广泛关注,并对敏捷制造、虚拟制造等先进制造模式的实施具有深远影响。利用虚拟装配,可以验证装配设计和操作的正确与否,以便及早的发现装配中的问题,对模型进行修改,并通过可视化显示装配过程。运用该技术不但有利于并行工程的开展,而且还可以大大缩短产品开发周期,降低生产成本,提高产品在市场中的竞争力。本文在分析国内外虚拟装配研究现状的基础上,对虚拟装配的关键技术进行了深入的研究,结合虚拟装配的特点,设计并实现了一个基于Quest 3D和交互设备的半沉浸式虚拟装配系统。本文所做的工作概况如下:系统的阐述了虚拟装配的研究现状、不足之处以及相关概念。分析了虚拟装配的建模理论,并实现了Solidworks与虚拟装配环境之间的模型转换,较好地解决了CAD系统与虚拟装配系统之间的模型数据集成问题。利用数据手套、位置跟踪器和头盔显示器等作为虚拟装配的交互设备,实现了数据手套的运动映射,位置跟踪器实时地跟踪虚拟手的位姿,使装配过程更加逼真,人与计算机进行自然交互,大大提高了计算机的可操作性,使人机交互的效率大大提高。分析比较了几种常用的碰撞检测算法,并选择了基于OBB算法的RAPID碰撞检测库。配合Quest 3D仿真平台的接口支持,有效地解决了虚拟装配中的碰撞检测问题,保证了虚拟装配系统操作的精确性、实时性。最后设计实现了基于Quest 3D的减速器虚拟装配系统,通过装配仿真过程,证明了该系统具有较理想的沉浸感和反应速度,为产品的装配提出了一种新的技术手段,有利用产品的设计优化和装配质量。