全断面掘进机是国务院确定的振兴民族装备制造业16项重点扶持的重大项目之一,国家在先进制造领域重点扶持全断面掘进机的研究与开发,以制造物理样机和进行工程试用为目标,争取在2015年实现系列化和产业化。国外相关方向研究已有很多成果,但大多出于商业利益考虑而处于保密状态。因此为实现国内全断面掘进机的自主开发,就要求对全断面掘进机的结构与功能进行大量的基础研究。本论文是以虚拟现实技术为基础,主要研究TBM在装配过程中遇到的问题进行研究。盾构机的装配一般分为工厂装配和现场装配。工厂装配是为了验证盾构机制造和设计是否一致,设计是否合理,设计功能,能力是否实现；现场组装则是为了施工做好准备。本论文中主要以TB880EΦ11.182m全断面掘进机为研究对象,进行了全断面掘进机的虚拟装配分析,并规划了主要部件的装配顺序,开发了全断面掘进机的虚拟装配系统。主要研究内容如下：(1)TBM虚拟装配模型与仿真环境设计。将TBM的Pro/E模型利用第三方软件Deep Exploration转化为flt文件,然后在Creator软件中添加DOF,将Creator制作完成的文件导入Vega仿真软件,在Vega软件中,进行设置TBM虚拟模型的位置与视角等,为虚拟装配系统的开发打下了基础。(2)TBM虚拟装配系统包括一个TBM的装配工艺模块。将TBM整机以及各个部件看成是一个个刚性结构,即装配和拆卸过程是一个可逆的过程。采用拆卸法规划了TBM整机和各个部件的装配工艺顺序,可以得出更为合理的装配顺序,提高装配的效率。(3)本论文中采用了被动立体式虚拟现实系统,该系统主要包括人机交互设备(控制柜)、立体金属屏幕、立体信号转换器、带偏振光镜片的投影仪、图形工作站。作者开发的控制柜,实现了TBM虚拟装配系统的交互作用。利用计算机串口通信,开发了嵌入式系统实现了交互性。(4)TBM虚拟装配系统的软件系统包括TBM零部件数据库、刀盘控制模块、前盾中盾控制模块、尾盾和拼装机控制模块、后配套系统控制模块。该系统可在非常具有沉浸感的虚拟环境中模拟TBM真实的装配和拆卸过程。可用于对TBM装配操作人员进行虚拟操作培训,具有非常明显的研究价值与经济效益。(5)在本论文中,展示了TBM虚拟装配系统的仿真过程。主要包括TBM整体的拆卸和装配过程,刀盘的拆卸和装配过程,前盾与中盾的拆卸和装配过程,尾盾与拼装机的拆卸和装配过程以及后配套系统的装配和拆卸过程。在本论文中,完成了TBM虚拟装配系统的开发,主要开发了其装配工艺模块,零部件数据库模块,仿真模块等功能。