随着我国农业机械化程度的不断加深,对农业收割机或农业拖拉机的性能要求越来越高,为了促使我国农业机械的发展标准化和数字化,将农业机械技技术与虚拟现实仿真技术相结合是一大趋势。其中对农作物进行收割时,会受到收获时间、天气等因素的影响;对农业车辆进行爬坡测试时,会受到坡度场地的限制;变速箱的甩油也会因为难以对润滑油进行实时观测,从而延长了开发周期。因此,本文以大型农业收割机和农业拖拉机为对象,结合Unity3D虚拟引擎软件物理引擎高效性的特点,深入的研究了农业自然虚拟环境的仿真建模技术、收割机爬坡性能以及收获行为展示的仿真,以及标准圆柱直齿轮的润滑仿真,旨在推动农业机械进行数字化仿真的研究进程。本文基于Unity3D虚拟现实引擎,利用虚拟现实技术,深入的研究了三维虚拟环境中的刚体碰撞、车辆驾驶、重力以及其他的力效果,虚拟环境中对车辆的控制、农作物的收割模拟和光滑粒子流体动力学方法对变速箱中润滑油模拟。具体内容如下:（1）针对虚拟场景中收割滚轮对农作物进行切断的问题,以收割玉米农作物为例,基于虚拟现实技术展示收割机与农作物玉米之间的力学交互过程。该方法通过利用Unity3D中天空盒与粒子系统来模拟虚拟环境中的天空,使用CAD/CAM系统软件完成农业收割机的建模和采用3ds Max与Unity3D软件完成树木、草地等植物的建模。为了进一步的模拟出虚拟农业自然环境且符合虚拟现实的沉浸度要求,本文构建基于Unity3D虚拟环境的视角控制规则,利用Shader Lab语言对环境模型进行贴图,控制虚拟环境中的摄像机实现农业虚拟环境下的虚拟漫游,以及控制收割机完成收割仿真展示。（2）为了在虚拟环境中对农业拖拉机进行爬坡行为的仿真,分析农业拖拉机在驱动力下爬坡的过程,设计了基于Unity3D软件内嵌的Phys X物理引擎模拟车辆控制,利用Wheel Collider组件的电机力矩提供车辆驱动力,以大型农业拖拉机为例进行爬坡模拟。首先构建拖拉机仿真模型,对其后桥传动进行分析,对驱动轮进一步的添加相应电机力矩使其符合实际运动仿真要求;然后,收集不同路面影响爬坡的因子及参数,将其融合入虚拟环境的坡道中,构建坡度可调的仿真坡道;最后,设计车辆爬坡验证试验与车辆稳定性性能测试得到数据折线图,用于数据分析。其中本文以后驱、车身质量为3000kg、车轮驱动扭矩为10000N/m、地面摩擦因数为0.54为例进行爬坡仿真展示,得出农业拖拉机只能爬上坡度为10度的陡坡。（3）为了促进农业车辆中变速箱的齿轮甩油模拟,运用光滑粒子流体动力学方法,利用虚拟环境中的大量流体粒子相互作用的过程,模拟液体的运动规律。选取合适的光滑核函数,由N-S方程获取虚拟场景中模拟的每一个流体粒子的实时加速度,再利用Metaball技术在Unity3D软件中实现液体渲染效果,加入旋转的齿轮来模拟润滑效果,得到齿轮与流体粒子产生碰撞之前每一帧的物理计算大致每帧为76ms,一旦齿轮参与碰撞就会使得CPU的消耗大大增加,大致每帧为647ms。