在虚拟现实技术中,三维显示技术一直占据着重要的位置。而利用视觉暂留效应,高速扫描处于快速旋转中的LED阵列二维显示屏,从而在真实空间内再现三维图像的LED体三维显示更是三维显示的重要研究方向,随着现代技术的高速进步,LED体三维显示向着大体积、高体素、真彩色的方向发展。这就对显示系统的各个组成部分提出了更高的要求,尤其是承载显示屏幕的机械系统。本文从LED体三维显示的理论模型出发,介绍了一种真正符合人体视觉习惯的高体素LED彩色真三维显示技术。该技术利用主动发光式彩色LED阵列制成平面显示面板,在围绕垂直轴进行旋转的同时,通过连续显示二维彩色图像序列而扫描形成了三维图像。分析利用这种显示方法要实现理想的三维图像显示时屏幕应该具备的基本属性,阐述了基于LED显示面板的体三维显示系统的机械结构以及稳定性要求。分析了屏幕的旋转运动与三维显示效果的关系。对屏幕旋转过程中附加轴向窜动或摆动这两种情况分别进行了理论和模拟分析,说明了窜动影响竖直分辨率,摆动影响水平分辨率,给出了它们的振幅与三维显示效果的关系,并且总结出比较简单的适用于三维显示系统的机械容差计算方法。在上述理论计算和模拟仿真的基础上采用边设计边计算的方法完成了LED体三维显示系统的基本力学计算和机构设计。着重进行了屏幕的空气阻力计算、平衡计算、转子临界转速计算和功率扭矩校核,在确保系统高速稳定旋转的基础上,完成了主要运动部件的选型与设计。