基于虛擬現(xiàn)實技術的車床模擬培訓系統(tǒng)的研究及開發(fā).pdf

1、虛擬現(xiàn)實技術的出現(xiàn)為課堂教學提供了一種嶄新的途徑，轉換了老師和學生之間的位置，學生不再單純依靠“聽”來獲取知識，更多的是通過實際動手“做”來加深學習的印象。虛擬現(xiàn)實技術作為一門新興的前沿技術，以其易于操控的3D特性，直觀形象的人機交互，以及良好的衍生性，給教育行業(yè)帶來了光明的前景，迅猛的擴散開來。
　　本課題研究的基于虛擬現(xiàn)實技術的車床模擬培訓系統(tǒng)是采用虛實結合教學理念研發(fā)一款教學軟件。該系統(tǒng)使用現(xiàn)下流行的虛擬現(xiàn)實平臺Unity作

2、為開發(fā)平臺，以真實車床的操作手柄作為信號源的輸入，采用軟硬件配套開發(fā)的模式研究完成。本文主要講解車床虛擬仿真模擬培訓系統(tǒng)的開發(fā)過程，分別論述該系統(tǒng)中軟件開發(fā)方案和硬件手柄數(shù)據(jù)采集這兩個子系統(tǒng)的搭建流程。研究內容包括涵蓋以下幾部分:
　　1、模擬培訓系統(tǒng)素材的準備。虛擬現(xiàn)實技術的優(yōu)勢在于其三維可視化、沉浸感強等方面，因此搭建一個好的培訓系統(tǒng)，完善的三維素材是不可缺少的。素材準備階段需要制作CA6140普通車床的三維虛擬模型、模型的材

3、質、動畫、界面UI等，使用機械專用建模軟件Solid Works，構建CA6140普通車床的零件，在建模軟件中組裝車床整機，使用動畫常用建模軟件3ds Max對已有的機械模型的進行格式轉換、材質調節(jié)、動畫制作，最后導入虛擬現(xiàn)實平臺中備用。
　　2、模擬培訓系統(tǒng)軟件系統(tǒng)的開發(fā)。該模塊主要講解了教學大綱中規(guī)定的車床教學的相關知識點的程序開發(fā)。內容包括:車床把手的移動、高亮顯示車床各部分的結構及名稱、動畫展示車床主要傳動方式、車刀結構及

4、各參考平面的動畫視頻等。
　　3、模擬培訓系統(tǒng)硬件系統(tǒng)的開發(fā)。該模塊主要介紹使用傳感器-單片機數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)搜集車床手柄的運動信號，改裝報廢車床的外形，安裝傳感器和單片機等控制元件，設計傳感器-單片機系統(tǒng)的控制電路。
　　4、模擬培訓系統(tǒng)的安裝調試。依照系統(tǒng)要求分別設計完成車床模擬培訓系統(tǒng)的軟件和硬件方案之后，進行整機系統(tǒng)的安裝調試，修改完善試運行程序中不合理的地方。
　　基于虛擬現(xiàn)實技術的車床模擬培訓系統(tǒng)的最大優(yōu)勢在于