虛擬裝配技術(shù)論文精選(九篇)

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第1篇：虛擬裝配技術(shù)論文范文

關(guān)鍵詞 Pro/E 機(jī)械系統(tǒng) 實(shí)驗(yàn)臺 虛擬設(shè)計(jì)

中圖分類號：TH132.41 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A DOI：10.16400/ki.kjdkx.2015.04.027

Design of Virtual Prototype of Multi-purpose Mechanical Transmission

Experiment Platform System Based on Pro/E Platform

GUI Wei， YAO Cenglin， LI Chenglong， SHEN Caixia， ZHENG Mengwei， HAN Qiang

（Wuhan Business University， Wuhan， Hubei 430056）

Abstract In this paper， based on the Pro/E software， with the multipurpose Laboratory of mechanical transmission station as a typical example， the application of virtual design technology， virtual assembly of 3D design， completed the experiment table of all parts of the student movement of mechanical transmission mechanism， teacher movement of mechanical transmission mechanism， clock movement of mechanical transmission mechanism， the classroom door moving mechanical transmission mechanism and the projection screen motion of mechanical transmission mechanism five parts and virtual assembly of the whole experiment platform.

Key words Pro/E; mechanical system; experiment platform; virtual design

0 引言

目前，機(jī)械領(lǐng)域的虛擬設(shè)計(jì)技術(shù)是利用三維設(shè)計(jì)軟件如Pro/E、UG、Solidworks、CATIA等對機(jī)械裝置的零部件進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、虛擬裝配、運(yùn)動仿真分析。它是基于計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)，在虛擬環(huán)境中對機(jī)械產(chǎn)品進(jìn)行設(shè)計(jì)，達(dá)到縮短研發(fā)周期、減少研發(fā)成本的目的。

多用途機(jī)械系統(tǒng)傳動實(shí)驗(yàn)臺融鏈傳動、直齒圓柱齒輪傳動、直齒圓錐齒輪傳動、平面連桿傳動，蝸輪蝸桿傳動、絲桿螺母傳動以及齒輪齒條傳動等傳動機(jī)構(gòu)于一體。該實(shí)驗(yàn)臺以學(xué)生最為熟悉的課堂作為展示機(jī)械系統(tǒng)運(yùn)動的場景，可以起到趣味性教學(xué)的目的，增加學(xué)生學(xué)習(xí)機(jī)械專業(yè)課程的興趣。敞開式的場景，在不用拆開演示臺的前提下就可以讓學(xué)生清楚地觀察到內(nèi)部傳動機(jī)構(gòu)的運(yùn)動全過程，操作簡單、比較實(shí)用。多個(gè)傳動機(jī)構(gòu)集中在一個(gè)場景展示，可以使學(xué)生系統(tǒng)性地認(rèn)識不同機(jī)構(gòu)的運(yùn)動傳遞過程，有助于學(xué)生對不同的機(jī)構(gòu)進(jìn)行區(qū)別。

本文基于Pro/E平臺的虛擬設(shè)計(jì)技術(shù)，完成多用途機(jī)械系統(tǒng)傳動實(shí)驗(yàn)臺各零件的三維建模設(shè)計(jì)，虛擬樣機(jī)裝配干涉檢查、機(jī)構(gòu)運(yùn)動仿真分析，在仿真中對結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，盡可能降低設(shè)計(jì)風(fēng)險(xiǎn)，避免實(shí)際制造中出現(xiàn)問題，從而使實(shí)驗(yàn)臺一次性制造成功。

1 實(shí)驗(yàn)臺典型零件齒輪的三維建模

通常，在Pro/E中每個(gè)零件的三維結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程步驟基本相同，如下：（1）依據(jù)各個(gè)零件的三視圖，想象零件的形狀，為選擇合適的建模方法做好鋪墊。（2）根據(jù)零件的結(jié)構(gòu)，選擇建模的方法。（3）根據(jù)零件的結(jié)構(gòu)，進(jìn)行草繪，然后利用拉伸、旋轉(zhuǎn)等特征操作，以完成零件的三維設(shè)計(jì)。（4）在已建零件模型上進(jìn)行輔助特征設(shè)計(jì)，完成零件三維設(shè)計(jì)，然后保存。

多用途機(jī)械系統(tǒng)傳動實(shí)驗(yàn)臺有多個(gè)不同類型的零件，三維設(shè)計(jì)的過程步驟基本相同，本論文只簡單闡述典型零件齒輪的三維設(shè)計(jì)過程步驟。

直齒圓柱齒輪由輪齒、鍵槽、軸孔等基本結(jié)構(gòu)特征組成，創(chuàng)建標(biāo)準(zhǔn)直圓柱齒輪的三維參數(shù)化模型。主要操作步驟如下：

（1）創(chuàng)建齒輪設(shè)計(jì)參數(shù)：

在Pro/E軟件的產(chǎn)品參數(shù)化設(shè)置界面中，輸入齒輪的設(shè)計(jì)參數(shù)及相應(yīng)的初始值，模數(shù)m=2，壓力角alpha=20度，齒根圓直徑df，齒頂圓直徑da，基圓直徑db，分度圓直徑d，齒寬b=30，齒數(shù)z=56，如圖1，添加完畢后，單擊【確定】按鈕。

（2）使用Pro/E的草繪功能先繪制基準(zhǔn)曲線，后繪制四個(gè)尺寸任意的同心圓。

（3）調(diào)出Pro/E中各參數(shù)之間關(guān)系設(shè)置的對話框，在其中輸入標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪的關(guān)系式，如圖2，添加完畢后，單擊【確定】按鈕。

圖1 齒輪參數(shù)對話框

圖2 齒輪關(guān)系對話框

（4） 系統(tǒng)進(jìn)入三維實(shí)體模式，單擊【編輯】頡駒偕模型】工具，自動生成滿足一定關(guān)系式的齒輪參照圓。

（5）單擊特征工具欄中的【基準(zhǔn)曲線】工具，彈出的【曲線選項(xiàng)】菜單，單擊【從方程】―【完成】命令，在工作區(qū)選取系統(tǒng)默認(rèn)的坐標(biāo)系，單擊對話框中的【確定】按鈕，在彈出的【設(shè)置坐標(biāo)系類型】菜單中，選擇【笛卡爾】坐標(biāo)系，輸入形成齒輪漸開線的參數(shù)化方程，輸入完畢單擊【記事本】主菜單中的【文件】―【保存】命令，最后單擊【確定】按鈕。即可生成漸開線。

（6）創(chuàng)建鏡像漸開線特征。選取已繪制的齒輪漸開線的特征，選擇軟件中【特征】-【鏡像】命令，選擇基準(zhǔn)平面DTM2作為鏡像平面，單擊【確定】按鈕。

（7）先進(jìn)入草繪平面，選擇齒頂輪廓線，拉伸創(chuàng)建成齒輪基本實(shí)體。

（8）創(chuàng)建第一個(gè)齒槽特征。先進(jìn)入草繪平面，再根據(jù)漸開線以及齒輪參照圓草繪出齒廓外形，然后對其進(jìn)行拉伸切除，完成齒槽的創(chuàng)建。

（9）創(chuàng)建齒槽陣列特征。創(chuàng)建齒輪槽，選擇軟件征工具欄中的【陣列】命令，選擇軸陣列選項(xiàng)，輸入陣列個(gè)數(shù)56個(gè)，角度為360?？樿计殷的齿聨?/p>

（10）拉伸切除創(chuàng)建成齒輪軸孔。

（11）拉伸軟件的切除功能畫出成齒輪鍵槽，完成齒輪的參數(shù)化設(shè)計(jì)如圖3所示。

圖3 齒輪參數(shù)化設(shè)計(jì)

2 實(shí)驗(yàn)臺樣機(jī)的虛擬裝配

一般說，機(jī)械裝置的虛擬裝配是利用三維設(shè)計(jì)軟件在計(jì)算機(jī)中，對機(jī)械產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)與裝配。多用途機(jī)械系統(tǒng)傳動實(shí)驗(yàn)臺主要包括學(xué)生運(yùn)動機(jī)械傳動機(jī)構(gòu)、教師運(yùn)動機(jī)械傳動機(jī)構(gòu)、時(shí)鐘運(yùn)動機(jī)械傳動機(jī)構(gòu)、教室門運(yùn)動機(jī)械傳動機(jī)構(gòu)以及投影幕布運(yùn)動機(jī)械傳動機(jī)構(gòu)五個(gè)部分。虛擬樣機(jī)在裝配時(shí)，首先把這5個(gè)運(yùn)動機(jī)械傳動機(jī)構(gòu)作為一個(gè)組件進(jìn)行虛擬裝配，然后把這5個(gè)運(yùn)動機(jī)械傳動機(jī)構(gòu)裝配成整個(gè)實(shí)驗(yàn)臺。

2.1 學(xué)生運(yùn)動機(jī)械傳動機(jī)構(gòu)虛擬裝配

學(xué)生運(yùn)動機(jī)械傳動機(jī)構(gòu)，主要由電動機(jī)、曲柄搖桿機(jī)構(gòu)、連桿限位變形機(jī)構(gòu)，以及固定構(gòu)件課桌、課椅以及電機(jī)支架組成。虛擬裝配如圖4所示。小腿在固定在機(jī)架上，小手臂與機(jī)架在形成固定鉸鏈，小手臂、大手臂、身軀、大腿、小腿之間通過活動鉸鏈鏈接。電機(jī)通過曲柄搖桿機(jī)構(gòu)，帶動五連桿限位變形機(jī)構(gòu)運(yùn)動，完成學(xué)生起立和坐下的動作。

圖4 學(xué)生運(yùn)動機(jī)械傳動機(jī)構(gòu)虛擬裝配圖

2.2 教師運(yùn)動機(jī)械傳動機(jī)構(gòu)虛擬裝配

教師運(yùn)動傳動機(jī)構(gòu)主要由：電動機(jī);由16齒的大鏈輪、8齒的小鏈輪和鏈條組成的鏈傳動機(jī)構(gòu);齒輪齒條傳動機(jī)構(gòu);螺距6mm，單頭絲桿螺母傳動機(jī)構(gòu);限位開關(guān)、限位板以及講臺等固定構(gòu)件組成，虛擬裝配如圖5所示。電機(jī)啟動，通過鏈傳動傳遞給絲桿，絲桿的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動轉(zhuǎn)變成螺母的直線運(yùn)動，通過螺母上的銷軸帶動放置在螺母上的尺寸做直線移動，實(shí)現(xiàn)教師木偶人的移動，通過齒輪齒條機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)教師旋轉(zhuǎn)90度面向?qū)W生的動作。

圖5 教師運(yùn)動機(jī)械傳動機(jī)構(gòu)虛擬裝配圖

2.3 時(shí)鐘運(yùn)動機(jī)械傳動機(jī)構(gòu)虛擬裝配

時(shí)鐘運(yùn)動機(jī)械傳動機(jī)構(gòu)主要由：電動機(jī);齒數(shù)為35的蝸輪蝸桿傳動機(jī)構(gòu);每級大齒輪齒數(shù)45，小齒輪齒數(shù)13，模數(shù)1.5的二級直齒圓柱齒輪傳動機(jī)構(gòu)以及電動機(jī)架、鐘罩和紅外位置探測器等固定構(gòu)件組成，虛擬裝配如圖6所示。電機(jī)啟動，通過蝸輪蝸桿把運(yùn)動傳遞給二級直齒圓柱齒輪，與蝸輪連接的第一級圓柱齒輪的小齒輪帶動分針轉(zhuǎn)動，第二級圓柱齒輪齒輪的大齒輪帶動時(shí)針轉(zhuǎn)動。

2.4 教室門運(yùn)動機(jī)械傳動機(jī)構(gòu)虛擬裝配

教室門運(yùn)動機(jī)械傳動機(jī)構(gòu)主要由：電動機(jī);雙曲柄滑塊機(jī)構(gòu)以及導(dǎo)桿、限位開關(guān)、電機(jī)機(jī)架等固定構(gòu)件組成，虛擬裝配如圖7所示。電機(jī)啟動，帶動雙曲柄滑塊機(jī)構(gòu)中雙曲柄轉(zhuǎn)動，曲柄通過連桿，帶動教室門在導(dǎo)軌上進(jìn)行來回往復(fù)運(yùn)動，實(shí)現(xiàn)教室門的開關(guān)。

圖6 時(shí)鐘運(yùn)動機(jī)械傳動機(jī)構(gòu)虛擬裝配圖

圖7 教室門運(yùn)動機(jī)械傳動機(jī)構(gòu)虛擬裝配圖

2.5 投影幕布運(yùn)動機(jī)械傳動機(jī)構(gòu)虛擬裝配

投影幕布運(yùn)動機(jī)械傳動機(jī)構(gòu)主要由：電動機(jī)，錐齒輪傳動機(jī)構(gòu)組成，虛擬裝配如圖8所示。電機(jī)啟動，帶動大圓錐齒輪轉(zhuǎn)動，通過小圓錐齒輪帶動幕布上下運(yùn)動。

圖8 投影幕布運(yùn)動機(jī)械傳動機(jī)構(gòu)虛擬裝配圖

2.6 多用途機(jī)械系統(tǒng)傳動實(shí)驗(yàn)臺虛擬裝配

多用途機(jī)械系統(tǒng)傳動實(shí)驗(yàn)臺虛擬樣機(jī)的主體裝配主要是學(xué)生運(yùn)動機(jī)械傳動機(jī)構(gòu)、教師運(yùn)動機(jī)械傳動機(jī)構(gòu)、時(shí)鐘運(yùn)動機(jī)械傳動機(jī)構(gòu)、教室門運(yùn)動機(jī)械傳動機(jī)構(gòu)以及投影幕布運(yùn)動機(jī)械傳動機(jī)構(gòu)五個(gè)傳動機(jī)構(gòu)之間的裝配。虛擬樣在裝配時(shí)，為方便整個(gè)樣機(jī)的的虛擬裝配，可以把裝置的幾個(gè)相關(guān)零件組裝成組件，然后再把相關(guān)組件裝配在一起構(gòu)建試實(shí)驗(yàn)臺的整體結(jié)構(gòu)，如圖9所示。

圖9 多用途機(jī)械系統(tǒng)傳動實(shí)驗(yàn)臺虛擬裝配圖

3 結(jié)束語

多用途機(jī)械系統(tǒng)傳動實(shí)驗(yàn)臺的虛擬設(shè)計(jì)，減少設(shè)計(jì)物理樣機(jī)所需的人力及時(shí)間，可以達(dá)到降低產(chǎn)品成本，縮短產(chǎn)品生產(chǎn)周期的目的。

基金項(xiàng)目：湖北省高等學(xué)校2014年省級大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計(jì)劃項(xiàng)目《多用途機(jī)械系統(tǒng)傳動實(shí)驗(yàn)臺的設(shè)計(jì)研究》（項(xiàng)目編號：201411654009）、武漢商學(xué)院2014年大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計(jì)劃項(xiàng)目《多用途機(jī)械系統(tǒng)傳動實(shí)驗(yàn)臺的設(shè)計(jì)研究》（項(xiàng)目序號：7）、武漢商學(xué)院2014年度教學(xué)研究項(xiàng)目《基于學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)的課程教學(xué)研究―以機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程為例》（項(xiàng)目編號：2014Y013）的階段性研究成果

參考文獻(xiàn)

[1] 陳定方.羅亞波.虛擬設(shè)計(jì)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2004：108-111.

第2篇：虛擬裝配技術(shù)論文范文

（武漢商學(xué)院 湖北 武漢 430056）

摘 要：文章以UG軟件為設(shè)計(jì)平臺，以伸縮繪圖桌為典型案例，應(yīng)用虛擬設(shè)計(jì)技術(shù)，完成該伸縮繪圖桌各零件的三維實(shí)體設(shè)計(jì)、橫向伸縮機(jī)構(gòu)、縱向伸縮機(jī)構(gòu)以及升降機(jī)構(gòu)三個(gè)部分虛擬裝配和整個(gè)伸縮繪圖桌的虛擬裝配。

關(guān)鍵詞 ：UG；伸縮；繪圖桌；虛擬設(shè)計(jì)

中圖分類號：TH122 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：Adoi：10．3969／j．issn．1665－2272．2015．05．041

*基金項(xiàng)目：湖北省高等學(xué)校2014年省級大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計(jì)劃項(xiàng)目“一種新型繪圖桌的研制”（項(xiàng)目編號：201411654010）；武漢商學(xué)院2014年大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計(jì)劃項(xiàng)目“新型繪圖桌的設(shè)計(jì)研究”（項(xiàng)目序號：8）。

收稿日期：2015－01-15

0 引言

通常，機(jī)械制圖的課堂教學(xué)，以學(xué)生畫小圖為主，縮小繪圖桌的尺寸，可以在有限的教室里面，放置更多的繪圖桌，容納更多的學(xué)生進(jìn)行手工繪圖，充分利用教室面積。在進(jìn)行機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)時(shí)，需要分組小班教學(xué)并且繪制大圖，這時(shí)需要在教室里放置大繪圖桌進(jìn)行教學(xué)。新型繪圖桌尺寸可調(diào)，可根據(jù)學(xué)校實(shí)際教學(xué)需要合理使用繪圖桌，同時(shí)又方便學(xué)生進(jìn)行繪圖。

伸縮繪圖桌通過伸縮機(jī)構(gòu)調(diào)整繪圖桌的縱、橫向尺寸，以滿足A0、A1圖板的放置要求，實(shí)現(xiàn)不同規(guī)格圖板可使用同一繪圖架的目的。伸縮繪圖桌通過升降機(jī)構(gòu)調(diào)整繪圖桌的高度尺寸，并可調(diào)整前、后支撐腳的高度實(shí)現(xiàn)圖板傾斜放置，以適應(yīng)不同學(xué)生繪圖的方便性。

伸縮繪圖桌具有折疊功能，在需要存放或搬移時(shí)，可折疊放置，節(jié)省空間，方便移動。

UG軟件是集CAD／CAE／CAM，計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)、計(jì)算機(jī)輔助分析以及計(jì)算機(jī)輔助制造于一體的三維參數(shù)化軟件，被廣泛地應(yīng)用于航空、航天、汽車、通用機(jī)械和電子等工業(yè)領(lǐng)域。

本文基于UG平臺的虛擬設(shè)計(jì)技術(shù)，完成伸縮繪圖桌各零件的三維建模設(shè)計(jì)，虛擬裝配，在虛擬樣機(jī)裝配過程中，對裝配進(jìn)行干涉檢測，以及時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)中的問題，在虛擬設(shè)計(jì)環(huán)境中對設(shè)計(jì)缺陷進(jìn)行修正，對設(shè)計(jì)思路進(jìn)行優(yōu)化，以降低實(shí)際制造出現(xiàn)問題的風(fēng)險(xiǎn)，從而使伸縮繪圖桌一次性制造成功。伸縮繪圖桌主要由橫向伸縮機(jī)構(gòu)、縱向伸縮機(jī)構(gòu)以及升降機(jī)構(gòu)組成，本文利用UG軟件，首先完成橫向伸縮機(jī)構(gòu)、縱向伸縮機(jī)構(gòu)以及升降機(jī)構(gòu)的虛擬設(shè)計(jì)，最后完成繪圖桌的整個(gè)虛擬樣機(jī)的設(shè)計(jì)。

1 繪圖桌典型零件階梯軸的三維建模設(shè)計(jì)

伸縮繪圖桌的零件主要是軸類零件和板筋類零件，在UG中繪制軸類零件和板筋類的方法基本相似，下面以繪制階梯軸為例，闡述在UG中進(jìn)行零件三維建模的一般步驟及過程。

（1）單擊工具欄中新建圖標(biāo)，選擇模型類型，建立模型模塊。

（2）單擊工具欄中圓柱圖標(biāo)，在對話框中設(shè)置圓柱體的參數(shù)。

①在【類型】下拉列表中選擇【軸、直徑和高度】

②在【制定矢量】下拉列表中選擇圓柱的軸向方向圖標(biāo)；

③設(shè)定圓柱直徑、高度以及中心；

④單擊確定完成階梯軸一段圓柱的建模。

（3）在【凸臺】對話框中設(shè)定階梯軸另一圓柱的相關(guān)參數(shù)。

①設(shè)置圓臺的直徑、 高度及錐角；

②設(shè)定圓臺的放置面、選擇合適的定位方法。

（4）重復(fù)以上凸臺建立的步驟，生成階梯軸的其他部分。

2 伸縮繪圖桌的虛擬樣機(jī)設(shè)計(jì)

伸縮繪圖桌主要由橫向伸縮機(jī)構(gòu)、縱向伸縮機(jī)構(gòu)、升降機(jī)構(gòu)組成，基于UG軟件設(shè)計(jì)環(huán)境的伸縮繪圖桌虛擬樣機(jī)設(shè)計(jì)如下。

2．1 伸縮機(jī)構(gòu)

（1）橫向伸縮機(jī)構(gòu)。

伸縮繪圖桌的橫向伸縮機(jī)構(gòu)如圖1所示，兩對伸縮套管套在空心的伸縮軸上，伸縮軸的左右兩邊各開設(shè)有兩兩對稱布置的四個(gè)定位孔，用于確定A0、A1圖板的橫向尺寸位置，伸縮套管上有一個(gè)定位孔，當(dāng)伸縮管上的定位孔與伸縮軸上的某個(gè)定位孔配對時(shí)，通過蝶形螺母和螺栓進(jìn)行固定，方便拆裝，可以滿足放置A0或A1圖板的橫向尺寸。

伸縮軸上內(nèi)、外側(cè)兩孔中心線沿軸線方向距離分別為A1、A0圖板橫向尺寸1200mm與900mm。考慮在加工和安裝過程中存在的誤差，以及繪圖板實(shí)際尺寸誤差，伸縮軸上的孔采用形似鍵槽的半圓頭孔，可在±8mm范圍內(nèi)調(diào)節(jié)橫向尺寸滿足實(shí)際圖板要求。此外，在伸縮軸的中間焊接一4mm寬圓柱形擋塊，將左右兩側(cè)伸縮套管隔開（見圖2）。

（2）縱向伸縮機(jī)構(gòu)。

伸縮繪圖桌縱向伸縮機(jī)構(gòu)如圖3所示，繪圖桌立柱套管與立柱上分別焊接一焊接板，通過螺栓連接伸縮槽板或伸縮板，伸縮槽板上銑有一定長度的通槽，伸縮板上開有通孔，兩者通過蝶形螺母和螺栓連接，螺栓在通槽里自由滑動實(shí)現(xiàn)繪圖桌支撐腳之間縱向尺寸調(diào)整。

考慮零件制造和安裝誤差以及圖板實(shí)際尺寸誤差，縱向尺寸在圖板標(biāo)準(zhǔn)寬度尺寸基礎(chǔ)上設(shè)置了約為±10mm的調(diào)節(jié)范圍，滿足圖板實(shí)際寬度尺寸需要。

如圖4、圖5所示，分別為調(diào)節(jié)后的A0、A1圖板用伸縮繪圖桌。

2．2 升降機(jī)構(gòu)

繪圖桌支撐腳的立柱套管上銑如圖6所示通槽，套管內(nèi)套有采用空心管的立柱支撐，立柱上開有小通孔，將立柱小孔對準(zhǔn)立柱套管不同高度定位槽通過螺栓聯(lián)接。進(jìn)行高度調(diào)節(jié)時(shí)，將蝶形螺母擰松，向內(nèi)側(cè)方向轉(zhuǎn)動立柱，使立柱小孔與螺栓對準(zhǔn)立柱套管中間的豎直槽，然后將立柱沿軸線方向移動，調(diào)節(jié)到合適高度后，向外側(cè)方向轉(zhuǎn)動立柱，立柱小孔對準(zhǔn)高度定位槽后鎖緊螺母。通過此方式調(diào)整立柱套管與立柱之間的相對距離，實(shí)現(xiàn)繪圖桌高度尺寸的調(diào)整，并且可通過調(diào)節(jié)前、后支撐腳不同高度實(shí)現(xiàn)圖板傾斜放置。

如圖7所示為A0圖板傾斜放置圖，此繪圖桌所采用的方式為前面兩立柱定于最大高度處，后面兩立柱定位于最低高度，實(shí)現(xiàn)圖板最大傾斜角度。在使用過程中，根據(jù)繪圖者習(xí)慣，通過調(diào)節(jié)前、后支撐高度，將圖板置于合適傾斜角度。

安裝好的繪圖桌，由于地面不平或繪圖桌本身誤差可能會導(dǎo)致放置不平穩(wěn)，因此本設(shè)計(jì)中，在立柱下端焊接開有螺紋孔的小支撐圓柱，安裝墊腳螺釘，通過調(diào)節(jié)墊腳螺釘，將圖板放置平穩(wěn)。

2．3 圖板的放置

如圖8所示，圖板放置于四個(gè)支撐平板上，支撐平板與支撐套管焊接為一體，并焊接對稱布置的四塊筋板增加支撐可靠性，如圖9所示，支撐套管套在伸縮套管上，支撐套管可在伸縮套管上繞軸線自由轉(zhuǎn)動，使得當(dāng)圖板傾斜一定角度時(shí)，圖板與支撐平板接觸良好。為固定支撐平板放置的角度，在支撐套管下端開小孔，并焊接圓螺母，使用蝶形螺釘將支撐套管緊定于伸縮套管上。

為防止圖板放置后左右滑動，在四個(gè)支撐平板外側(cè)焊接擋板。此外，為防止圖板傾斜放置時(shí)出現(xiàn)下滑現(xiàn)象，在繪圖桌后方兩個(gè)支撐平板上焊接防止下滑擋板。

2．4 折疊功能

繪圖桌具有折疊功能，在搬移或者存放過程中，可將其折疊，節(jié)省空間，方便移動。圖10所示為折疊后的繪圖桌，此折疊方式為縱、橫向尺寸及高度尺寸最小的情況，也可將立柱套管伸縮槽板和伸縮板向下旋轉(zhuǎn)折疊。

2．5 伸縮繪圖桌整體結(jié)構(gòu)

如圖11所示伸縮繪圖桌整體結(jié)構(gòu)，伸縮套管安裝在伸縮軸上，可沿伸縮軸軸線方向自由移動，實(shí)現(xiàn)繪圖桌橫向尺寸的變化；伸縮板可沿伸縮伸縮槽板長度方向自由移動，實(shí)現(xiàn)繪圖桌縱向尺的變化；立柱與立柱套管同軸安裝，通過軸向自由移動實(shí)現(xiàn)繪圖桌高度尺寸調(diào)節(jié)和圖板傾斜角度調(diào)節(jié)。

參考文獻(xiàn)

1 李樹敏，牛德青，姚春玲． 基于 UG NX 的軸類零件的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)［J］．現(xiàn)代制造技術(shù)與裝備，2014（5）

2 吳利霞．基于UG的齒輪參數(shù)化設(shè)計(jì)及運(yùn)動仿真分析研究［D］．北京：北京郵電大學(xué)，2009

3 張勛． 基于UG的軸類零件特征建模方法研究［D］．蘭州：蘭州理工大學(xué)，2006

（責(zé)任編輯 吳 漢）

征 稿 啟 事

《科技創(chuàng)業(yè)月刊》是國家科技部火炬高技術(shù)產(chǎn)業(yè)開發(fā)中心、中國技術(shù)市場管理促進(jìn)中心和湖北省科技廳聯(lián)合主辦的大型綜合性理論雜志，是RCCSE中國核心學(xué)術(shù)期刊、中國核心期刊（遴選）數(shù)據(jù)庫收錄期刊、中國創(chuàng)業(yè)投資類核心期刊、中國學(xué)術(shù)期刊數(shù)據(jù)庫統(tǒng)計(jì)源期刊、中國期刊全文數(shù)據(jù)庫全文收錄期刊、湖北省優(yōu)秀科技期刊。她以“面向經(jīng)濟(jì)科技，服務(wù)創(chuàng)業(yè)創(chuàng)新”為辦刊宗旨，致力于中國技術(shù)資本與產(chǎn)業(yè)資本融合、發(fā)展的理論研究與實(shí)踐，指導(dǎo)創(chuàng)業(yè)，推進(jìn)創(chuàng)新。

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第3篇：虛擬裝配技術(shù)論文范文

論文摘要：在《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》課程設(shè)計(jì)中采用UG（Unigraphics）軟件指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行減速器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，可以增加學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高學(xué)生的空間想象能力。

《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》課程是機(jī)械類專業(yè)一門重要的技術(shù)基礎(chǔ)課程。課程設(shè)計(jì)是培養(yǎng)學(xué)生機(jī)械綜合設(shè)計(jì)能力、創(chuàng)新能力和工程意識的重要環(huán)節(jié)，是啟迪學(xué)生的創(chuàng)新思維、開拓學(xué)生創(chuàng)新潛能的重要手段，將為以后的專業(yè)課程設(shè)計(jì)和畢業(yè)設(shè)計(jì)奠定基礎(chǔ)，在教學(xué)計(jì)劃中具有承上啟下的重要作用。我院《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》課程設(shè)計(jì)選用的題目是傳動裝置中的減速器設(shè)計(jì)，在以前的課程設(shè)計(jì)中發(fā)現(xiàn)，由于學(xué)生空間想象能力不足，往往照葫蘆畫瓢，導(dǎo)致學(xué)生對自己設(shè)計(jì)的減速器結(jié)構(gòu)似懂非懂，影響了設(shè)計(jì)質(zhì)量。筆者結(jié)合自己對UG（Unigraphics）軟件技術(shù)的掌握，對教學(xué)中如何提高學(xué)生空間思維能力的問題進(jìn)行了探索。

人們的認(rèn)識過程建立在實(shí)踐活動中，從具體到抽象，從感性認(rèn)識上升到理性認(rèn)識，在此過程中，如果缺乏與之有關(guān)的感性認(rèn)識作為基礎(chǔ)，理解起來很難?！稒C(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》課程是理論性和實(shí)踐性都很強(qiáng)的課程，內(nèi)容比較抽象，減速器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)離不開空間想象，離不開對空間形體的分析和表達(dá)。根據(jù)心理學(xué)的觀點(diǎn)，空間想象能力是形象思維與抽象思維兩種思維活動的分析、綜合、加工處理，從而產(chǎn)生新形象的一種綜合性能力，主要來源于對空間形體的感性認(rèn)識。課程設(shè)計(jì)能培養(yǎng)學(xué)生對空間形體的想象能力、分析能力和表達(dá)能力。這三種能力彼此關(guān)聯(lián)，相互促進(jìn)。在教學(xué)中從學(xué)生的身心發(fā)展規(guī)律和學(xué)生實(shí)際出發(fā)培養(yǎng)學(xué)生空間想象能力的途徑有很多，利用UG軟件進(jìn)行多媒體教學(xué)是非常有效的方法之一。

UG系統(tǒng)起源于美國麥道飛機(jī)公司。多年來，UG系統(tǒng)匯集了美國航空航天與汽車工業(yè)的專業(yè)經(jīng)驗(yàn)，發(fā)展成為世界一流的綜合性的設(shè)計(jì)、分析和制造一體化的集成系統(tǒng)?？梢詫?shí)現(xiàn)從產(chǎn)品的概念設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、虛擬現(xiàn)實(shí)到靜力學(xué)及動力學(xué)強(qiáng)度分析，最后由CAM模塊實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)輔助加工制造，貫穿了產(chǎn)品的開發(fā)和制造全過程。UG技術(shù)提供的草圖功能、曲線曲面建模、基于特征的實(shí)體建模、虛擬裝配建模、機(jī)構(gòu)運(yùn)動仿真、分析等技術(shù)手段，給機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)提供了極大的方便。相關(guān)技術(shù)手段的結(jié)合應(yīng)用不僅能快速構(gòu)建出相關(guān)的機(jī)構(gòu)的抽象模型，也能把這種模型快速地映射于機(jī)構(gòu)的裝配模型，還能對機(jī)構(gòu)進(jìn)行快速的運(yùn)動分析仿真、運(yùn)動干涉檢查及動力學(xué)分析等。

在課程設(shè)計(jì)之前，為了增強(qiáng)學(xué)生的感性認(rèn)識，最好進(jìn)行軸系結(jié)構(gòu)測繪和減速器結(jié)構(gòu)裝拆實(shí)驗(yàn)，因?yàn)檫@兩個(gè)實(shí)驗(yàn)有利于學(xué)生進(jìn)一步掌握機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)知識、了解結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的原則，建立軸系組成的基本概念。在課程設(shè)計(jì)開始時(shí)，學(xué)生往往不知從何下手，教師首先應(yīng)該介紹一下設(shè)計(jì)總體過程。采用課件比較方便，然而也有很大的局限性，因?yàn)橹谱骱玫能浖灰烁膭?，教學(xué)內(nèi)容的個(gè)性與教學(xué)過程的適宜性受到了限制，在課堂上不利于發(fā)揮教師的主觀能動性，不利于最大限度地融入和體現(xiàn)教師的設(shè)計(jì)思想、教學(xué)特色和個(gè)人風(fēng)格。筆者采用UG軟件對零件直接進(jìn)行三維建模和用UG建造好的虛擬模型進(jìn)行教學(xué)，在課堂的動態(tài)教學(xué)中能夠隨機(jī)應(yīng)變、按需造型以及修改模型，提高課堂教學(xué)質(zhì)量。采用UG軟件建造的虛擬模型比以前采用實(shí)物模型來增強(qiáng)學(xué)生感性認(rèn)識要好，因?yàn)閷?shí)物模型由于體積和重量原因會造成攜帶、拆卸和解剖不便，且操作較為費(fèi)時(shí)。而UG軟件創(chuàng)建的三維模型精度高、質(zhì)感好、形象逼真、色彩豐富，利用UG的局部放大、平移和翻轉(zhuǎn)等工具，能夠在屏幕上觀察零件復(fù)雜形體的外形與內(nèi)腔、相貫體中相貫線的變化等各個(gè)側(cè)面和局部細(xì)節(jié)特征；可以直觀地顯現(xiàn)整個(gè)零件的結(jié)構(gòu)，裝配體中零件之間的連接關(guān)系，使教學(xué)中的知識難點(diǎn)更加清晰、生動、形象；也可以根據(jù)不斷變化的教學(xué)內(nèi)容和不同的教學(xué)對象的需求，利用UG軟件方便地進(jìn)行教學(xué)模型的修改與新建，滿足教學(xué)中對模型種類及數(shù)量的需要，并能顯著降低教學(xué)成本。

在介紹設(shè)計(jì)過程時(shí)，如果采用機(jī)械制圖方法將零件的三維實(shí)體利用投影法原理將其轉(zhuǎn)化到二維平面圖上，再通過二維視圖想象出三維形狀講解減速器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，則學(xué)生理解這些傳統(tǒng)的二維平面圖知識需要有豐富的空間想象力。即使用一些軸測圖，也只能看到實(shí)體的部分表面，不能解決教學(xué)中向?qū)W生講解清楚空間幾何體的形體問題。

并且學(xué)生的認(rèn)識始終停留在二維圖紙上，不能很好地了解結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)對整機(jī)性能的影響以及單個(gè)零件與整機(jī)之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系，不清楚自己設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)是否合理。筆者在教學(xué)中采用UG軟件教學(xué)，使學(xué)生看到零件的設(shè)計(jì)過程，讓學(xué)生看到教師在繪圖過程中的細(xì)節(jié)，并且使用UG對減速器各個(gè)零件進(jìn)行裝配，使學(xué)生比較容易理解。如圖（軸上零件周向、徑向定位）所示，在講解對減速器軸上各個(gè)零件進(jìn)行裝配時(shí)，介紹裝配基準(zhǔn)，演示如何進(jìn)行傳動件的周向和軸向固定；軸的支承、固定；軸承類型如何選擇，應(yīng)考慮哪些因素，軸承如何裝配，間隙如何調(diào)整等問題；各零件之間的相互位置關(guān)系、零件的布置方案、裝拆順序；圖樣上的尺寸和公差標(biāo)注及零件的結(jié)構(gòu)工藝性應(yīng)注意的問題等等。這樣，不僅能在較短時(shí)間內(nèi)給學(xué)生提供正確的示范，培養(yǎng)學(xué)生的幾何構(gòu)思能力，同時(shí)介紹了有關(guān)結(jié)構(gòu)工藝知識，培養(yǎng)學(xué)生合理的設(shè)計(jì)思維，有利于學(xué)生理解減速器的工作原理、裝配關(guān)系、各零件的相對位置關(guān)系以及各零件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。這種視覺效果的刺激能增強(qiáng)學(xué)生的分析、認(rèn)識和記憶能力，開拓學(xué)生的知識面，活躍課堂氣氛，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，也能充分發(fā)揮計(jì)算機(jī)與教師的雙重作用。

軸上零件周向、徑向定位圖

三維設(shè)計(jì)是工業(yè)發(fā)展的趨勢，我院機(jī)械類專業(yè)學(xué)生獲得UG或PRO/E三維設(shè)計(jì)技能證書是學(xué)生的畢業(yè)條件之一，這樣的要求有利于提高學(xué)生實(shí)際工程設(shè)計(jì)能力，創(chuàng)新意識和就業(yè)的競爭能力。因?yàn)樵谡n程設(shè)計(jì)之前，一些學(xué)生已經(jīng)學(xué)習(xí)了UG或PRO/E軟件，在課程設(shè)計(jì)中應(yīng)鼓勵(lì)學(xué)生采用三維設(shè)計(jì)。將三維設(shè)計(jì)融入課程設(shè)計(jì)，學(xué)生可以利用UG強(qiáng)大的參數(shù)化功能和裝配功能，完成各零件的設(shè)計(jì)和裝配。由于學(xué)生缺乏實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，往往要對某些結(jié)構(gòu)不夠合理的地方進(jìn)行多次修改，采用UG軟件只需修改零件的某個(gè)參數(shù)的數(shù)值即可完成整體修改。而采用二維設(shè)計(jì)，結(jié)構(gòu)變動較大時(shí)則不得不重新設(shè)計(jì)并花費(fèi)很多時(shí)間進(jìn)行繪圖。而采用三維設(shè)計(jì)，整個(gè)設(shè)計(jì)過程符合學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律，能使學(xué)生更加深入地理解設(shè)計(jì)的內(nèi)涵，增強(qiáng)學(xué)生的設(shè)計(jì)想象力，啟迪學(xué)生的思維，引導(dǎo)學(xué)生實(shí)現(xiàn)探究性學(xué)習(xí)。三維設(shè)計(jì)能夠使學(xué)生直觀地看到自己的設(shè)計(jì)成果，增強(qiáng)學(xué)生的成就感。而且學(xué)生在完成三維設(shè)計(jì)后，利用UG的制圖轉(zhuǎn)換功能，可將使用實(shí)體建模功能創(chuàng)建的零件或裝配模型引用到工程圖模塊中，快速轉(zhuǎn)換為二維的工程圖，再進(jìn)行尺寸標(biāo)注、注釋等等，最終完成課程設(shè)計(jì)所要求的圖紙，從而提高學(xué)生的專業(yè)制圖識圖能力，加深學(xué)生對三維設(shè)計(jì)與二維工程圖之間關(guān)系的理解。

實(shí)踐表明，用UG軟件講授減速器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，可以激發(fā)學(xué)生的觀察力、想象力及邏輯聯(lián)想能力，能夠達(dá)到“教人以漁，則終身受用無窮”的效果。不過，雖然現(xiàn)代教學(xué)技術(shù)開闊了學(xué)生的視野，提高了學(xué)習(xí)的趣味性與教學(xué)效率，然而教學(xué)卻具有生成性，對課堂上出現(xiàn)的新問題，教師的板書和分析必不可少。因此，在教學(xué)實(shí)踐中應(yīng)當(dāng)將傳統(tǒng)教學(xué)和現(xiàn)代教學(xué)技術(shù)有機(jī)結(jié)合，不斷地研究新的教學(xué)方法，與時(shí)俱進(jìn)，注意使各種教學(xué)手段相互穿插、補(bǔ)充，這樣才能提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，增強(qiáng)他們學(xué)習(xí)的主動性，實(shí)現(xiàn)教學(xué)效果的最優(yōu)化。

參考文獻(xiàn)：

第4篇：虛擬裝配技術(shù)論文范文

【關(guān)鍵詞】網(wǎng)絡(luò)虛擬實(shí)驗(yàn)；體系結(jié)構(gòu)；VRML；Java；Matlab/Simulink

【中圖分類號】G40-057 【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】B 【論文編號】1009―8097 (2008) 10―0125―04

引言

實(shí)驗(yàn)教學(xué)不僅能幫助學(xué)生形成正確的概念，加深對規(guī)律的理解，而且與課堂理論教學(xué)相比，實(shí)驗(yàn)課程為培養(yǎng)和提高學(xué)生動手實(shí)踐能力、研究能力、創(chuàng)新意識等綜合科學(xué)素質(zhì)的培養(yǎng)提供了較好的路徑。因此，實(shí)驗(yàn)課程在學(xué)科教學(xué)中具有不可替代的作用。但是隨著高等教育的普及，對實(shí)驗(yàn)資源的需求與目前存在的實(shí)驗(yàn)條件不足之間的矛盾日益突出；傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式存在不容忽視的弊端，制約了學(xué)校實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量的提高；遠(yuǎn)程教育中的實(shí)驗(yàn)教學(xué)一直是傳統(tǒng)遠(yuǎn)程教育的難點(diǎn)。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、多媒體技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)虛擬實(shí)驗(yàn)室的構(gòu)建成為可能。通過網(wǎng)絡(luò)環(huán)境實(shí)施虛擬實(shí)驗(yàn)，能拓寬信息渠道與流量，擴(kuò)大實(shí)踐活動的范圍，提高教學(xué)效率。網(wǎng)絡(luò)虛擬實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)不僅可以作為課堂實(shí)驗(yàn)教學(xué)的補(bǔ)充，而且為遠(yuǎn)程教育中實(shí)驗(yàn)教學(xué)的開展注入了新的活力。

目前網(wǎng)絡(luò)虛擬實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)構(gòu)建技術(shù)的相關(guān)研究很多[1-6]，大多數(shù)研究側(cè)重于使用單一技術(shù)實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)虛擬實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)；側(cè)重于研究VRML技術(shù)與Java技術(shù)相結(jié)合實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)虛擬實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，突出三維立體感和交互性強(qiáng)的特點(diǎn)[5-7]；研究運(yùn)用Java與Matlab技術(shù)相結(jié)合實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)虛擬實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，突出通訊和運(yùn)算功能。[8-9]本文結(jié)合大學(xué)物理課程中涉及的實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ捅容^復(fù)雜等特點(diǎn)，提出了基于VRML、Java與Matlab三種技術(shù)實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)虛擬實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，既突出系統(tǒng)較強(qiáng)的三維立體感與交互性，又突出較強(qiáng)的運(yùn)算能力和傳輸能力。通過采用虛擬現(xiàn)實(shí)等技術(shù)在Web中創(chuàng)建虛擬的三維實(shí)驗(yàn)環(huán)境，實(shí)驗(yàn)者可以在客戶端通過鼠標(biāo)的點(diǎn)擊與拖曳或通過鍵盤的操作對虛擬場景中的三維實(shí)驗(yàn)對象進(jìn)行操縱和數(shù)據(jù)處理。學(xué)生可以像在真實(shí)的環(huán)境中一樣完成各種預(yù)定的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，觀察實(shí)驗(yàn)過程，獲得實(shí)驗(yàn)結(jié)果。

一 系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)

系統(tǒng)采用B/S體系結(jié)構(gòu)，通過瀏覽器遠(yuǎn)程訪問服務(wù)器端的實(shí)驗(yàn)程序。為了使服務(wù)器與客戶機(jī)之間的工作負(fù)擔(dān)平衡，我們將實(shí)驗(yàn)三維圖形和實(shí)驗(yàn)結(jié)果圖部署在客戶端，在客戶端實(shí)現(xiàn)三維圖形的可視化體系。

系統(tǒng)在邏輯上分為三層：表現(xiàn)層、通訊層和仿真控制層，體系結(jié)構(gòu)圖如圖1所示。表現(xiàn)層由Java Applet程序和VRML構(gòu)建的3D場景以及Html網(wǎng)頁腳本組成。利用Java套接字，通過部署在客戶端的Java Applet和服務(wù)器端Java應(yīng)用程序?qū)崿F(xiàn)通訊層。仿真控制層是利用Matlab/Simulink進(jìn)行實(shí)驗(yàn)建模和仿真運(yùn)算。實(shí)驗(yàn)專用服務(wù)器WLVLAB由Java語言編寫，由通訊層服務(wù)器端程序與仿真控制層之間的交互程序和傳輸層服務(wù)器端程序構(gòu)成。其具體原理是，表現(xiàn)層通過Java Applet程序接受用戶設(shè)置的實(shí)驗(yàn)參數(shù)，通過Java Socket進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)通信，將實(shí)驗(yàn)參數(shù)傳送到實(shí)驗(yàn)專用服務(wù)器WLVLAB上。專用服務(wù)器WLVLAB通過部署在服務(wù)器端的仿真控制層Matlab的COM接口，將實(shí)驗(yàn)參數(shù)傳送到仿真控制層進(jìn)行仿真運(yùn)算，運(yùn)算結(jié)束后再將實(shí)驗(yàn)結(jié)果傳送回客戶端。表現(xiàn)層上的Java Applet程序根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果值動態(tài)地去控制 VRML場景中三維實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ?，顯示實(shí)驗(yàn)結(jié)果圖。本系統(tǒng)支持多線程機(jī)制，能同時(shí)允許多個(gè)使用者訪問本系統(tǒng)。

二 系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)的實(shí)現(xiàn)

1 三維實(shí)驗(yàn)場景文件

虛擬實(shí)驗(yàn)場景采用VRML技術(shù)實(shí)現(xiàn)。VRML是虛擬現(xiàn)實(shí)建模語言，是一種三維場景的描述性語言，其基本原理是用文本信息描述三維場景，在Internet上傳輸，在本地機(jī)上由VRML的瀏覽器解釋生成三維場景[10]。VRML源文件是一種ASCII碼的描述語言，一般使用記事本就可以編寫，但是直接使用VRML語言編寫三維場景比較煩瑣，通常采用專門編輯器構(gòu)建，如V-Realm Builder2.0，VrmlPad，Cosmo World等。對于復(fù)雜的三維場景可以采用3DS Max建模，它提供了VRML插件輔助工具，可直接輸出場景，包括幾何造型、材質(zhì)、動畫等。

2 客戶端Java Applet程序?qū)崿F(xiàn)

Java Applet能跨平臺地運(yùn)行于網(wǎng)絡(luò)中的各種不同類型的計(jì)算機(jī)上?？蛻舳说挠?jì)算機(jī)，只要安裝了支持Java的瀏覽器，一旦和網(wǎng)絡(luò)中的服務(wù)器建立了連接，就可以從服務(wù)器端下載嵌入了Applet的網(wǎng)頁文件，并在本地機(jī)的瀏覽器上運(yùn)行含有Applet的網(wǎng)頁。通過文本編輯器編寫的Java Applet源程序必須經(jīng)過編譯，生成擴(kuò)展名為.class字節(jié)碼程序才能嵌入網(wǎng)頁文件中運(yùn)行。表現(xiàn)層Java Applet程序主要實(shí)現(xiàn)以下幾部分功能：

（1） 界面布局：包括實(shí)驗(yàn)參數(shù)、控制按鈕的設(shè)置與布局。

（2） 與VRML場景進(jìn)行交互：由于系統(tǒng)需要在瀏覽者與VRML場景之間進(jìn)行頻繁的信息交換，所以選用VRML2.0提供的外部編程接口EAI對VRML場景進(jìn)行擴(kuò)展，實(shí)現(xiàn)與Java Applet的交互[11]。EAI在Java Applet與VRML場景進(jìn)行通訊時(shí)，首先需要獲取Brower類的實(shí)例，通過調(diào)用封裝在vrml.省略包中。在程序包中提供了Socket和ServerSocket兩個(gè)類來進(jìn)行套接字編程，Socket提供了客戶機(jī)的套接字接口，ServerSocket提供了服務(wù)器套接字接口。對于客戶端，通過給類Socket提供服務(wù)器的IP地址，或者主機(jī)名，服務(wù)器的端口號，就可以和服務(wù)器端建立連接。該Socket對應(yīng)的輸入流連接到服務(wù)器的輸出流，輸出流連接到服務(wù)器的輸入流，通信結(jié)束后，調(diào)用該Socket對象的close()方法進(jìn)行關(guān)閉連接。對于服務(wù)器端，通過生成一個(gè)ServerSocket對象用于監(jiān)聽，服務(wù)器的ServerSocket.accept()收到一個(gè)來自Clinet端的請求，并返回一個(gè)用于與該Client通信的Socket對象。應(yīng)用程序調(diào)用該對象方法getInputStream()，getOutputStream()可以獲得向該連接讀寫數(shù)據(jù)的輸入/輸出流，再調(diào)用輸入/輸出流提供的讀寫函數(shù)read()，writeline()等實(shí)現(xiàn)與對方的通信。與該客戶通信完畢后，調(diào)用Socket.close()關(guān)閉Socket，這時(shí)，服務(wù)器仍處于監(jiān)聽狀態(tài)，繼續(xù)接受客戶請求。調(diào)用ServerSocket.close()結(jié)束監(jiān)聽服務(wù)，終止服務(wù)器運(yùn)行。

Java語言與Matlab語言之間的通信由ActiveX自動協(xié)議來執(zhí)行，通過使用mlapp.tlb的Matlab類型定義文件，可以簡單地生成一組用來完成ActiveX與Matlab通信的Java類和接口函數(shù)。用戶只須創(chuàng)建實(shí)例對象，通過使用這些類提供的方法，任何Matlab命令都可以以變元的方式在它的工作空間進(jìn)行計(jì)算，計(jì)算結(jié)果以字符串的方式返回。由于Matlab可以從命令行運(yùn)行Simulink模型，利用上述方法也能輕松實(shí)現(xiàn)Simulink與Java的交互。

當(dāng)多用戶同時(shí)訪問服務(wù)器中的同一個(gè)實(shí)驗(yàn)時(shí)，就會在Matlab基本工作空間中生成多個(gè)同名變量，這些同名變量會相互覆蓋，最終會導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)界面返回的實(shí)驗(yàn)結(jié)果不正確。為了解決這個(gè)問題，我們采用用戶文件和用戶變量的方式，即為每個(gè)用戶根據(jù)訪問的先后順序指定一個(gè)用戶號，將這個(gè)用戶號附加在仿真文件和仿真變量的末尾。這樣，原先的仿真文件和變量復(fù)制成用戶文件和用戶變量，在Matlab基本工作空間中不再產(chǎn)生沖突。當(dāng)仿真結(jié)束后，再將這些用戶文件和變量進(jìn)行刪除。如啟動jl.mdl模型代碼為：

matlab.Execute("set_param('jl"+String.valueOf(Class1.yh)+"','simulationcommand','start');");

要將模型文件拷貝至同一個(gè)目錄下，以原文件名+用戶號為新的文件名，可以使用以下代碼實(shí)現(xiàn)：

matlab.Execute("copyfile('E:/javavsmatlab/mwenjian/jl.mdl',

'E:/javavsmatlab/mwenjian/jl"+String.valueOf(Class1.yh)+".mdl')");

三 實(shí)例

為了提供一個(gè)基于網(wǎng)絡(luò)的良好而又具備可交互性的實(shí)驗(yàn)環(huán)境，我們利用VRML、Java和Matlab三種技術(shù)混合開發(fā)了的理論力學(xué)中“鉸鏈連接的雙擺實(shí)驗(yàn)”網(wǎng)絡(luò)虛擬實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)。圖2為鉸鏈連接的雙擺實(shí)驗(yàn)原理頁面。當(dāng)點(diǎn)擊“實(shí)驗(yàn)操作”鏈接后，瀏覽器中顯示逼真的三維仿真交互界面，使用鼠標(biāo)和鍵盤可以方便的進(jìn)行仿真控制。在文本輸入框中分別設(shè)置實(shí)驗(yàn)參數(shù)：上擺初始角度為190，初始角速度為20，下擺初始角度為-160，初始角速度為-30，仿真時(shí)間為30秒，點(diǎn)擊“運(yùn)行”按鈕后，鉸鏈連接的雙擺實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ烷_始運(yùn)動。實(shí)驗(yàn)界面如圖3所示。

當(dāng)鉸鏈連接的雙擺實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ瓦\(yùn)動結(jié)束以后，點(diǎn)擊“上擺角度與角速度關(guān)系相圖”按鈕，得到實(shí)驗(yàn)中上擺角度與角速度關(guān)系相圖，如圖4所示。點(diǎn)擊“下擺角度與角速度關(guān)系相圖”按鈕，得到下擺角度與角速度關(guān)系相圖，如圖5所示。點(diǎn)擊“上下擺的時(shí)間序列圖”按鈕，得到上下擺的時(shí)間序列圖，如圖6所示。根據(jù)這些實(shí)驗(yàn)結(jié)果可知，當(dāng)參數(shù)設(shè)置是上擺初始角度為190，初始角速度為20，下擺初始角度為-160，初始角速度為-30，仿真時(shí)間為30秒時(shí)，系統(tǒng)是混沌態(tài)。

四 結(jié)論

作者運(yùn)用VRML、Java和Matlab技術(shù)構(gòu)建了“鉸鏈連接的雙擺實(shí)驗(yàn)”和“勻質(zhì)陀螺在重力場中的應(yīng)用”兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)虛擬實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，經(jīng)過實(shí)際使用和網(wǎng)絡(luò)測試，此方案適用于復(fù)雜物理模型的仿真，充分發(fā)揮了多種技術(shù)的優(yōu)勢，在呈現(xiàn)方式、傳輸速度和算法編程上存在很多優(yōu)勢。

1 實(shí)驗(yàn)發(fā)行成本低、運(yùn)行簡單。本系統(tǒng)采用B/S結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)滿足了網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的需要?？蛻舳酥恍枰粋€(gè)集成Java虛擬機(jī)的瀏覽器即可運(yùn)行實(shí)驗(yàn)，同時(shí)由于網(wǎng)絡(luò)虛擬實(shí)驗(yàn)內(nèi)容存放在服務(wù)器端，易于實(shí)驗(yàn)功能擴(kuò)展和管理。

2 在呈現(xiàn)方式上采用3D技術(shù)，豐富了媒體的表現(xiàn)形式，增強(qiáng)了學(xué)生實(shí)驗(yàn)的臨境感。

3傳輸速度存在優(yōu)勢。服務(wù)器端與客戶端之間以TCP/IP作為網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議，數(shù)據(jù)傳輸保持雙向和持續(xù)的通信。服務(wù)器端和客戶端的計(jì)算負(fù)擔(dān)平衡，都比較輕，當(dāng)多用戶同時(shí)訪問服務(wù)器時(shí)，不會導(dǎo)致服務(wù)器過載的局面，符合虛擬實(shí)驗(yàn)仿真數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)囊蟆?/p>

4 由于實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ偷挠?jì)算使用了專用計(jì)算軟件，在實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)計(jì)算和算法編程方面也表現(xiàn)出極強(qiáng)的優(yōu)勢。

同時(shí)，良好的實(shí)驗(yàn)交互方式促進(jìn)了學(xué)生與虛擬實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ偷幕?。學(xué)生可以通過鼠標(biāo)拖拽實(shí)驗(yàn)對象，或者通過鍵盤設(shè)置實(shí)驗(yàn)參數(shù)操作虛擬實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ停茉诳蛻舳丝吹饺S實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ偷倪\(yùn)動過程，通過相圖、時(shí)序圖等形式觀察實(shí)驗(yàn)結(jié)果。實(shí)驗(yàn)過程和實(shí)驗(yàn)結(jié)果的直觀化、形象化，能夠促進(jìn)學(xué)生對實(shí)驗(yàn)的深入探究，提高其問題解決能力。

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第5篇：虛擬裝配技術(shù)論文范文

【關(guān)鍵詞】企業(yè)素材；數(shù)字化教學(xué)資源庫；教學(xué)形態(tài)與工作過程

Explore how material based on the corporate construction of digital teaching resources library

Abstract：This article From the existing network teaching resource library construction faced lack of school-enterprise communication mechanism，and teaching resources to update lag and other practical problems to start，How to build a brand new，the learner-centered teaching resources and the docking，teaching patterns and the course of their work docking，learning is a flexible，rich and smooth communication channels of digital teaching resources database，a useful exploration.

Key words：Corporate material；Digital teaching resources library；Teaching form and process

1.引言

目前，許多教育軟件機(jī)構(gòu)、企業(yè)、高職院校在網(wǎng)絡(luò)教學(xué)資源庫的建設(shè)上進(jìn)行著大量有益的探索，已有一些成效，但是還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能實(shí)現(xiàn)滿足教師、在校學(xué)生、企業(yè)員工、社會訪客等不同層面學(xué)習(xí)者對職業(yè)學(xué)習(xí)的迫切需求?，F(xiàn)有的教學(xué)資源庫開發(fā)建設(shè)主要面臨著校企缺乏溝通機(jī)制，教育資源更新滯后，教學(xué)內(nèi)容缺乏系統(tǒng)性、豐富性，難以應(yīng)對雙主體育人模式下對職業(yè)教學(xué)內(nèi)容（知識點(diǎn)）與企業(yè)典型工作任務(wù)（能力點(diǎn)）之間的關(guān)聯(lián)界定等現(xiàn)實(shí)問題。

網(wǎng)絡(luò)教學(xué)資源庫作為專業(yè)培訓(xùn)的重要支撐工具，大量的企業(yè)資源對職業(yè)培訓(xùn)而言正是優(yōu)質(zhì)的教學(xué)資源，但由于缺乏校企共建共享的資源平臺，企業(yè)資源往往很難得到有效利用。正由于對行業(yè)企業(yè)既沒有動力也沒有約束機(jī)制，也就無法調(diào)動行業(yè)企業(yè)主動參與職業(yè)院校網(wǎng)絡(luò)教學(xué)資源建設(shè)的積極性。雖然職業(yè)教育界曾試圖通過校企合作、體制機(jī)制改革、政策驅(qū)動因素、稅收優(yōu)惠杠桿等多種途徑解決企業(yè)參與職業(yè)教育積極性不高的瓶頸問題，但是其結(jié)果收效甚微、事倍功半。職業(yè)院校與行業(yè)企業(yè)溝通不足還體現(xiàn)在缺乏針對企業(yè)實(shí)際用人需求而設(shè)置人才培養(yǎng)方案及相配套的課程專業(yè)教學(xué)，無法適應(yīng)行業(yè)高速的技術(shù)改革與創(chuàng)新，也就無法實(shí)現(xiàn)職業(yè)教學(xué)與企業(yè)典型工作任務(wù)之間的匹配，在使用一段時(shí)間后，新產(chǎn)品、新技術(shù)在不斷更新，資源庫卻無法自動適應(yīng)變化，無法做到持續(xù)更新，不能確保人才培養(yǎng)的適用性。如何以行業(yè)企業(yè)用人需求為教學(xué)依據(jù)，以新技術(shù)更新為學(xué)習(xí)熱點(diǎn)，打通行業(yè)企業(yè)與教育界的無形壁壘成為關(guān)鍵。除此以外，現(xiàn)有的共享型資源庫大多缺乏標(biāo)準(zhǔn)架構(gòu)，且僅限于把做好的資源共享出來供人（讀者）下載瀏覽；還有大多缺乏個(gè)性化設(shè)計(jì)，以教師為中心，學(xué)生被動式學(xué)習(xí)，為上網(wǎng)而上網(wǎng)，亦缺乏對學(xué)習(xí)狀況的有效評估，致使人氣不足，難以持續(xù)生存、運(yùn)營。為此，就如何構(gòu)建一個(gè)全新的、以學(xué)習(xí)者為中心、實(shí)現(xiàn)培訓(xùn)資源與企業(yè)對接、教學(xué)形態(tài)與工作過程對接、學(xué)習(xí)方式自由靈活、交流渠道豐富通暢的數(shù)字化教學(xué)資源庫進(jìn)行了有益的探索。

2.采用企業(yè)提供原始素材、學(xué)校整理與補(bǔ)充、企業(yè)審核修改校企合作共同開發(fā)的方式構(gòu)建數(shù)字化教學(xué)資源庫

職業(yè)教育既是教育體系的重要組成部分，又是經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展的重要基礎(chǔ)，這一雙重屬性特征，使職業(yè)教育明顯不同于傳統(tǒng)的學(xué)校教育，這也決定了職業(yè)教育的發(fā)展必須由教育界與企業(yè)界共同參與，決定了職業(yè)教育必須依托行業(yè)企業(yè)才能辦出特色。從這一意義上講，要做到真正打破教育界與企業(yè)界的隔閡與瓶頸，零距離對接職業(yè)教學(xué)與企業(yè)典型工作任務(wù)，確保資源持續(xù)更新，除了政府、企業(yè)、學(xué)校及其社會各階層在遵循職業(yè)教育規(guī)律，各負(fù)其責(zé)、各司其職、共同努力之外，依托現(xiàn)代信息和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，采用企業(yè)提供原始素材、學(xué)校整理與補(bǔ)充、企業(yè)審核修改校企合作共同開發(fā)的方式構(gòu)建開放性、互動性、滿足個(gè)性需求的數(shù)字化培訓(xùn)資源庫，使學(xué)校、企業(yè)乃至社會各取所需、互利多贏，是調(diào)動企業(yè)參與職業(yè)教育的積極性，縮短職業(yè)教育從內(nèi)容到形式上的滯后性的有效手段。

在校企合作開發(fā)教學(xué)資源時(shí)，發(fā)現(xiàn)企業(yè)在培訓(xùn)資源方面最大的優(yōu)勢是原始素材多，但是，最大的問題是缺乏系統(tǒng)性，為此，在合作協(xié)議中明確了校企分工，即企業(yè)提供原始素材，利用開發(fā)團(tuán)隊(duì)資源整理與二次開發(fā)的優(yōu)勢，由開發(fā)團(tuán)隊(duì)成員負(fù)責(zé)素材的整理與補(bǔ)充，在此基礎(chǔ)上，由企業(yè)完成審核與修改。這種企業(yè)優(yōu)質(zhì)資源，對職業(yè)院校明確專業(yè)培養(yǎng)定位、確定人才培養(yǎng)規(guī)格、設(shè)計(jì)課程教學(xué)內(nèi)容、系統(tǒng)設(shè)計(jì)實(shí)踐體系等有非常重要的指導(dǎo)意義。比如在構(gòu)建電子行業(yè)企業(yè)教學(xué)資源庫時(shí)，選擇國內(nèi)三家具有代表性的大型企業(yè)--美資企業(yè)偉創(chuàng)力、陸資企業(yè)華為、臺資企業(yè)富士康作為培訓(xùn)資源庫開發(fā)的主要合作企業(yè)，和企業(yè)專家一起，針對三家企業(yè)目前崗位設(shè)置的基本情況，在充分考慮其他中小型企業(yè)崗位現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，有針對性選擇了三個(gè)崗位層次（操作員、技術(shù)員、工程師）20個(gè)崗位作為教學(xué)資源開發(fā)對象（詳見圖1）。從新員工培訓(xùn)開始，到一線操作員、技術(shù)員、具有一定開發(fā)能力的工程師，這種資源構(gòu)架既滿足企業(yè)崗位的實(shí)際設(shè)置情況，又滿足員工的職業(yè)成長規(guī)律，既方便企業(yè)有針對性地選擇相關(guān)資源開展崗位培訓(xùn)，又有利于職業(yè)院校及師生了解企業(yè)崗位設(shè)置情況、職業(yè)成長歷程，還能為其他社會學(xué)習(xí)者根據(jù)自身實(shí)際情況有針對性選擇學(xué)習(xí)內(nèi)容進(jìn)行自主學(xué)習(xí)提供方便。

3.按照崗位的實(shí)際需求，參照企業(yè)培訓(xùn)的基本做法，構(gòu)建教學(xué)資源關(guān)聯(lián)結(jié)構(gòu)與標(biāo)準(zhǔn)，讓更多的人當(dāng)作者或編輯，真正形成崗位的教學(xué)資源云

參照企業(yè)培訓(xùn)的一般做法，企業(yè)員工要能從事崗位相關(guān)工作，新員工入廠第一件事就是接受入職培訓(xùn)，其內(nèi)容涵蓋企業(yè)文化、職業(yè)心態(tài)與工作方法等，進(jìn)入角色后，需清楚崗位做什么？怎么做？怎么做得更好？為此，針對每個(gè)崗位，在教學(xué)資源開發(fā)時(shí)都設(shè)計(jì)了“工作指引、設(shè)備使用、工具使用、材料使用、相關(guān)知識、質(zhì)量評價(jià)、企業(yè)案例”等內(nèi)容，通過“工作指引”告訴學(xué)習(xí)者崗位的具體工作內(nèi)容，通過“設(shè)備使用、工具使用、材料使用、相關(guān)知識”告訴學(xué)習(xí)者具體工作任務(wù)怎么做，通過“質(zhì)量評價(jià)、企業(yè)案例”告訴學(xué)習(xí)者怎樣會做的更好。并且，在資源建設(shè)時(shí)盡可能多地考慮不同的主流設(shè)備、常用工具、常用材料等，這種培訓(xùn)內(nèi)容的模塊式設(shè)計(jì)，既能滿足學(xué)習(xí)者完整地學(xué)習(xí)一個(gè)崗位所需的知識與技能，又能滿足學(xué)習(xí)者有選擇性地選擇內(nèi)容學(xué)習(xí)彌補(bǔ)自己的不足之處。這樣，就可以很好地反映出各資源之間的內(nèi)在聯(lián)系，在資源庫數(shù)據(jù)底層能找到職業(yè)教學(xué)內(nèi)容（知識點(diǎn)）與企業(yè)典型工作任務(wù)（能力點(diǎn)）匹配機(jī)制，教學(xué)與企業(yè)實(shí)際能力需求不脫離。

在數(shù)字化教學(xué)資源庫的制造及工藝類課程中，對于學(xué)生無機(jī)會或少機(jī)會接觸的工具、夾具、量具、輔具提供了可虛擬裝配、拆卸的三維模型，達(dá)到了通過專業(yè)教學(xué)資源庫進(jìn)行有效自主學(xué)習(xí)的目的。通過構(gòu)建教學(xué)資源關(guān)聯(lián)結(jié)構(gòu)與標(biāo)準(zhǔn)，讓更多的人當(dāng)作者或編輯，真正形成崗位的教學(xué)資源云。

4.依托先進(jìn)的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，構(gòu)建一個(gè)以學(xué)習(xí)者為中心、實(shí)現(xiàn)教學(xué)資源與企業(yè)對接、教學(xué)形態(tài)與工作過程對接、學(xué)習(xí)方式自由靈活、交流渠道豐富通暢的數(shù)字化教學(xué)資源庫

目前的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)資源庫很少提供豐富的學(xué)習(xí)社區(qū)功能，一般僅僅提供論壇、或者教師的在線答疑，由于其網(wǎng)絡(luò)的封閉性，應(yīng)用其資源庫的人員有很大的局限性，沒有充分發(fā)揮網(wǎng)絡(luò)的跨時(shí)空、跨地域等特性。由于資源庫侖參與者積極性不高，導(dǎo)致了其人氣不旺，人氣不旺又導(dǎo)致了資源的匱乏，長此以往，資源庫就往往成了“雞肋”，自然其生存都產(chǎn)生了問題，更別提其大力發(fā)展了。因此，必須從統(tǒng)一規(guī)劃、整合共享、協(xié)同開放的角度重新構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)教學(xué)資源庫，其功能應(yīng)強(qiáng)調(diào)自我更新、自我維護(hù)、教師工作空間、學(xué)生學(xué)習(xí)空間、虛擬社區(qū)、課程競爭等一系列強(qiáng)調(diào)使用的解決方案，界面美化、智能搜索、知識關(guān)聯(lián)、作業(yè)等設(shè)計(jì)要求，以學(xué)生為中心，統(tǒng)一規(guī)劃、整合共享、協(xié)同開放的角度來構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)平臺，使教學(xué)資源標(biāo)準(zhǔn)化，提供學(xué)習(xí)成果的有效評估，提供豐富的個(gè)性化的教與學(xué)手段，明確學(xué)習(xí)路線圖，從而提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)效率。這樣不僅能實(shí)現(xiàn)教學(xué)資源與企業(yè)對接、教學(xué)形態(tài)與工作過程對接，而且能使學(xué)習(xí)方式自由靈活、交流渠道豐富通暢。

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