傳統(tǒng)的機械設(shè)計比較依賴于靜態(tài)圖表、文字及視頻,無法全面、細致展示機械產(chǎn)品具體組成結(jié)構(gòu)和原理;。機械裝備結(jié)構(gòu)認知3D仿真教學(xué)是一種基于VR虛擬現(xiàn)實制作的三維模擬仿真平臺,可以讓參與者身臨其境地體驗機械裝備的結(jié)構(gòu)和組成。極大彌補了教學(xué)缺陷。
機械產(chǎn)品3D建模虛擬仿真實驗平臺以礦冶機械裝備為對象,實現(xiàn)產(chǎn)品三維數(shù)字化建模、虛擬裝配及運動仿真。該平臺基于WEB技術(shù)搭建了一個機械產(chǎn)品虛擬設(shè)計的世界,使用者可以在虛擬的三維世界中按照產(chǎn)品的形狀尺寸建立模型,完成裝配,根據(jù)運動學(xué)和動力學(xué)要求設(shè)定零部件的運動軌跡及動畫參數(shù)并賦上特定的材質(zhì)及場景。是集工程基礎(chǔ)認知、創(chuàng)新實踐和綜合素質(zhì)訓(xùn)練為一體的教學(xué)體系。
1.傳統(tǒng)教學(xué)方式的局限性:傳統(tǒng)教學(xué)方式存在一定的空間、設(shè)備及現(xiàn)實局限性,比如無法真實模擬機械裝備的結(jié)構(gòu)和組成,難以讓參與者深入理解機械裝備的結(jié)構(gòu)和組成。
2.實際操作難度大:機械裝備的結(jié)構(gòu)和組成比較復(fù)雜,需要具備一定的實際操作技能才能更好地理解和掌握,而實際操作實施難度大,需要較高的安全保障和設(shè)備投入。
3.學(xué)習(xí)效果不佳:傳統(tǒng)的機械裝備結(jié)構(gòu)認知教學(xué)方式容易讓參與者產(chǎn)生疲勞感和厭倦感,影響學(xué)習(xí)效果。
4.成本較高:傳統(tǒng)的機械裝備結(jié)構(gòu)認知教學(xué)方式需要大量的設(shè)備投入和人員配備,成本較高。而機械裝備結(jié)構(gòu)認知3D仿真教學(xué)在虛擬世界中模擬各種機械設(shè)備裝配,降低成本,提高效率。
5.可重復(fù)性好:機械裝備結(jié)構(gòu)認知3D仿真教學(xué)可以在不同的時間、地點、人員等條件下進行,具有很好的可重復(fù)性和可比性。為一屆又一屆學(xué)生提供實操場地,又提升了教學(xué)的靈活性和可操作性。
具體內(nèi)容如下:
1.產(chǎn)品零件的數(shù)字化建模:在完成產(chǎn)品的方案設(shè)計、結(jié)構(gòu)設(shè)計、設(shè)計計算等詳細設(shè)計的基礎(chǔ)上,進行產(chǎn)品零件的參數(shù)化建模,填寫零件明細表。
2.產(chǎn)品的虛擬裝配:確定產(chǎn)品零件的裝配序列、裝配基準、裝配約束,給出產(chǎn)品的裝配流程和拆卸流程,完成產(chǎn)品的拆裝分析。
3.產(chǎn)品的運動仿真:進行干涉檢查,并對相關(guān)結(jié)構(gòu)參數(shù)進行優(yōu)化;根據(jù)產(chǎn)品的工作原理定義主從動件,進行運動學(xué)分析,測量各零件的運動特性,檢查運動分析的結(jié)果。
總之,機械裝備結(jié)構(gòu)認知3D仿真教學(xué)可以通過互動、體驗等方式,提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效果和記憶深度,讓學(xué)生更加深入地理解機械裝備的結(jié)構(gòu)和組成,彌補傳統(tǒng)教學(xué)方式的局限性,降低了實際操作難度和成本,提高了學(xué)習(xí)效果和可重復(fù)性,是機械學(xué)院教學(xué)的一大飛躍。