针对现有气动技术相关课程中实践教学环节不够以及实验设备少导致的教学效果差的不足,该文基于虚拟现实技术,联合三维建模与仿真,开发了一款运行操作方便、交互功能强的气动实验仿真教学平台。首先,基于Solid Works计算机辅助设计平台实现常用气动执行及控制元件的三维建模。借助3DS Max三维动画渲染和制作软件实现了场景建模和模型的无缝转换。然后,以Unity 3D虚拟仿真环境为开发引擎,完成了气动实验虚拟仿真平台的功能设计与优化。以气动减压阀拆装和调速回路为案例,进行了虚拟仿真实践教学验证。结果表明,所开发的虚拟仿真平台可以实现与实物平台一致的实验效果,对于推进实验教学信息化建设和提高高校人才工程实践能力具有较强的指导意义。

针对传统液压实验易受到实验器材种类、数量和场地限制等问题,以典型液压元件斜轴式轴向柱塞泵为例,结合层次化割集法确定装配序列和混合包围盒碰撞检测算法,利用SolidWorks、3DsMax软件建立实验场景,Unity3D为开发平台,HTC Vive为交互设备,实现了液压元件虚拟拆装操作和系统交互界面设计,开发了具有较高的沉浸感和真实性的液压元件虚拟拆装实验系统。

借助3ds Max软件建立了车刀几何角度辅助教学系统虚拟实体模型,包括工件模型、车刀模型、正交平面参考系模型、刀具角度标注等。并针对系统的展示内容,利用3ds Max软件的动画技术为实体模型设计了动画方案,分时段展示了车削过程、刀具结构、正交平面参考系、主偏角、副偏角、刃倾角、前角和后角。系统实现了车刀几何角度的三维多视角动态展示,清晰地表达了车削原理、刀头结构、正交平面参考系的定义和车刀几何角度的内在含义。

阐述了虚拟制造技术的定义、特点及种类在此基础上对虚拟建模技术进行了详细的分析并对虚拟制造的应用和前景进行了探讨。

本文简要介绍了虚拟现实技术的基本特征及其关键技术,并根据当前教学现状,指出虚拟现实技术在现代教学中的应用,进一步探讨了基于计算机仿真技术的虚拟教学形式,探索新的教学模式和方向。最后阐述了目前高校液压传动教学中应用虚拟现实技术所存在的问题及其解决方案。