基于虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的機(jī)構(gòu)認(rèn)知分析及創(chuàng)新設(shè)計(jì)平臺(tái)的建立.pdf

1、進(jìn)入21世紀(jì)，社會(huì)的競爭歸根結(jié)底就是人才的競爭，尤其是創(chuàng)新型人才的競爭。機(jī)械原理作為大學(xué)機(jī)械類本科生所必修的主干專業(yè)課程之一，也有著為社會(huì)培養(yǎng)創(chuàng)新型人才的責(zé)任。隨著近年來高校大規(guī)模擴(kuò)招，如何解決資金投入與人才培養(yǎng)之間的矛盾也越來越突出。近年來，尤其是進(jìn)入21世紀(jì)以來計(jì)算機(jī)技術(shù)和信息技術(shù)的飛速發(fā)展，使得基于計(jì)算機(jī)技術(shù)的虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)也得到了質(zhì)的飛躍，由于虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的沉浸性、構(gòu)想性、交互性三大特征，若把虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)應(yīng)用到機(jī)械原理創(chuàng)新教學(xué)和創(chuàng)

2、新設(shè)計(jì)中，不僅可以大大減少資金的投入，而且還可以為學(xué)生對(duì)機(jī)構(gòu)的認(rèn)知分析和創(chuàng)新設(shè)計(jì)提供一個(gè)平臺(tái)，激發(fā)他們的學(xué)習(xí)興趣和創(chuàng)新設(shè)計(jì)的意識(shí)。本文即是研究創(chuàng)建這樣一個(gè)創(chuàng)新平臺(tái)，主要可以分為兩大部分，一是基于虛擬現(xiàn)實(shí)的機(jī)構(gòu)認(rèn)知分析，二是建立連桿機(jī)構(gòu)創(chuàng)新設(shè)計(jì)平臺(tái)。
　　 機(jī)構(gòu)認(rèn)知分析針對(duì)機(jī)光電液壓一體化柔性制造系統(tǒng)中的三個(gè)獨(dú)立單元，利用Pro/e建立模型并裝配模型，通過特定的導(dǎo)入格式，把在Pro/e中裝配好的模型導(dǎo)入到3ddsMax中，并根據(jù)每

3、個(gè)單元中的機(jī)構(gòu)的不同運(yùn)動(dòng)原理，分別采用不同的方式進(jìn)行動(dòng)畫制作。用3dsMaxexporter.Exe插件把3dsMax中做的動(dòng)畫以及模型生成可以在Virtools中打開的.nmo格式。在Virtools中為每個(gè)單元添加交互行為BB模塊和操作按鈕（2維幀），同時(shí)，添加第一人稱攝像機(jī)，以達(dá)到使用戶有身臨其境的感覺。制作完成的界面最終發(fā)布成Web網(wǎng)頁形式。利用本平臺(tái)，可使學(xué)生從不同角度對(duì)機(jī)構(gòu)進(jìn)行認(rèn)知和分析。
　　 連桿機(jī)構(gòu)創(chuàng)新平臺(tái)則克

4、服了本科生數(shù)學(xué)等知識(shí)的限制，為學(xué)生提供一個(gè)設(shè)計(jì)平面連桿機(jī)構(gòu)平臺(tái)。平臺(tái)主要包括實(shí)現(xiàn)給定的連桿位置和再現(xiàn)運(yùn)動(dòng)軌跡兩種情況。實(shí)現(xiàn)給定的連桿位置，由定長約束方程和定斜率約束方程可知。當(dāng)給定的連桿的位置數(shù)為3時(shí)，預(yù)先選定一些未知數(shù)作為已知，把非線性問題轉(zhuǎn)化為線性問題來解決，當(dāng)給定的連桿位置數(shù)4-5個(gè)時(shí)，采用數(shù)值解法。再現(xiàn)給定運(yùn)動(dòng)軌跡，未知數(shù)要比實(shí)現(xiàn)給定連桿位置的多，所以采用優(yōu)化的方法求解。C＃語言編寫創(chuàng)新平臺(tái)界面，并對(duì)在建立平臺(tái)過程中需要解決的關(guān)