产品的快速自动化创新设计是企业参与全球化市场竞争，满足快速多变的市场需求的根本。本文以SolidWorks三维设计软件为平台，利用SolidWorks的二次开发技术，以VC++为开发工具，对三维虚拟机械创新设计系统进行了研究，主要工作包括：三维虚拟机械创新设计系统符号方案的自动识别；三维虚拟机械的空间布局；虚拟实体的自动生成；三维虚拟机械的运动仿真等。根据机构组合创新原理，本文提出一种基于基本机构的符号方案自动识别方法。利用该方法，可以自动识别出复杂机构的多种信息，如各组成机构的类型及数量，包括串联、并联、混合连接在内的各种基本机构的连接关系及运动输入输出关系等。符号方案的自动识别为符号方案三维实体化打下了基础，同时也为基于基本机构的复杂机械系统的计算机辅助概念设计创造了条件。与传统的布局问题不同，组成机械系统的基本机构之间存在一定的输入输出连接关系，其布局具有特殊性因而更为复杂。在符号方案自动识别结果的基础上，本文分析了组成机械系统的基本机构的连接关系，给出了三种基本连接关系的布局模型，采用自适应遗传算法构造了复杂机械系统空间布局的有效方法。采用面向对象的技术，利用三维平台的二次开发环境，将组成机构的每一构件生成三维虚拟实体。并将三维构件实体预置到特定的位置，从而实现复杂机械系统的装配与运动仿真。最后作为上述理论和方法的应用实例，本文对高速纽扣电池自动装配装置的创新设计的全过程进行了分析，完成了该装置从符号方案识别，结构设计，运动仿真，虚拟装配的全过程的自动化。说明了根据本文方法对产品进行快速自动化创新设计的可行性和有效性。