航天器具有总成复杂、零部件精密、高成本、大尺度、重载荷的特点,其大部段装配工艺复杂,故精准可靠装配是保证航天器性能的重要环节。现有装配条件下,航天器通常被可驱动托辊支撑安装在具有调姿功能的架车上。装配过程中,存在最为显著的问题在于,随着零部件装配到航天器舱体中,航天器的质心时刻变化,舱体易出现不稳定现象,造成安全隐患,甚至造成严重事故。为避免航天器动态装配过程中发生不稳定现象,合理制定装配工艺流程,提高装配效率,保证安全生产。本文将虚拟现实技术与机器人技术相结合,模拟航天器舱内零部件的装配工艺过程,基于对装配过程中航天器所出现的典型不稳定状态的力学特性进行分析,建立实时反馈系统位姿及受力状态等信息的航天器装配仿真系统,为制定合理装配工艺、调高装配效率及可靠性提供依据。主要研究内容如下:首先,针对航天器在装配过程中出现的典型失效现象进行力学分析,推出避免航天器出现失稳现象的力学条件,结合航天器舱段结构参数及测量数据,建立力学模型,获得关键参数关系,为虚拟装配仿真系统提供数据支持;其次,根据典型舱段及调姿系统的结构原理建立简化模型,联合运用Solid Works、3ds Max、Unity3D三个软件对模型文件进行转化及处理,搭建虚拟环境下的样机模型,利用UGUI技术设计人机交互界面,并构建三维可视化虚拟仿真场景;再次,研究虚拟环境下装配机械臂的运动方法,基于机械臂的运动学分析,提出装配路径基本算法,通过解算各关节的旋转量,结合计算机环境下的IK算法与插件的使用实现虚拟装配中机械臂的运动仿真及自动识别定位功能。最后,对系统资源进行整合及优化,以虚拟装配为目标,结合航天器结构参数、力学模型,以及装配机械臂的运动仿真,开发了能够实时动态反馈系统稳定性的仿真软件并对其进行验证分析。