基于虚拟现实的铸造工艺流程仿真

基于虚拟现实的铸造工艺流程仿真

大部分机械工程专业的学生并没有真正意义上的进行铸造工艺实验，多数是从书上获得理论知识，或者是在金工实习时，听或观察老师的操作，使得很多学生并不熟悉真正的铸造是如何进行的。针对这种情况，本文利用虚拟现实的技术仿真铸造工艺的流程，使得学生可以在没有现实设备的基础下，也能依靠自学或者书本的知识，自己进行虚拟的铸造实验。

铸造工艺有很多类型，本文选择了压力铸造工艺流程的仿真。压力铸造是一种精密的铸造技术，是一种不可或缺的铸造技术，也是机械工程专业的学生必须掌握的铸造技术。虚拟现实技术综合利用计算机仿真技术、计算机图形学等等多种技术，通过产生视觉、听觉等，使得用户产生一种身临其境的感觉。其中很多软件能实现这种技术，本文采用了容易掌握和理解的EON Studio来实现压铸工艺的仿真。

本文首先对压力铸造作了简介，对其四种类型：热室压力铸造、冷室卧式压力铸造、冷室立式压力铸造和冷室全立式压力铸造的工艺流程进行了详细的分析，并且选择了热室压力铸造和冷室卧式压力铸造进行工艺仿真。而后简单介绍了EON Studio的重要功能，采用多种节点的配合作用，实现了对压力铸造工艺流程的仿真。

I

第一章绪论

1.1 选题的背景及意义

机械工程是社会发展和国民经济建设的基础学科之一。机械类专业人才的培养在整个教育中是非常重要的一部分。但我国机械专业的教学长期以来沿用原苏联的教学模式。而这种教学模式存在着严重的弊端，例如专业口径较窄、专业划分过细、内容相对过深、体系过于陈旧。随着我国的新技术的迅速发展，使机械工程、机械制造比以前的时代发生了根本性变化。这种传统的机械类教学模式必须彻底改革，不然就不会有创新。

实验教学是一种将课本知识结合到实际的教学方式，实验教学不仅巩固了学生课本上的基础知识，而且还能够培养学生的实际操作能力和动脑能力。由于机械专业属于工科类教学，对学生的实践动手操作能力要求极高，所以实验教学是提高机械工程专业学生实践动手操作能力的一个重要教学环节。

但是由于各种条件的限制，比如操作实验设备难度大、缺乏实验设备、容易精密仪器损坏、实验时间和资源的消耗大等，学生缺乏大量去尝试的机会，也因此这的相当数量的实验创新教学不能正常开展，另外一些抽象性的实验在现实情景中很难实现，例如铸造等等，从而耽误了对学生动手实践能力的培养。将虚拟现实技术应用在实验教学中，可使虚拟出来的效果接近真实实验效果[1]。

铸造成型在现代加工中占有不可或缺的地位，是制造生产复杂零件最灵活的方法。铸造实习是金工实习重要的环节之一，通过铸造实习学生可以学习到常规的铸造工艺，同时也能够了解到基本先进的铸造技术。但是因为受到我国传统教育思想的影响，实验教学的模式一直有一下几个方面的问题:

（1）教学方法基本上还是老师带学生的模式，老师做学生在一旁看和模仿，过多的约束使学生难以发挥自己的想象空间，形成了一种被动的模仿实习，而不是由学生自己摸索得到的知识。在过去的实习教学中，都是由指导老师示范砂型的制作过程，然后由学生进行模仿进行操作，然而大部分学生做出来的作品都是基本的形状；

（2）后续的浇注过程没有得到很好的展开，学生很难对砂型铸造的后续金属浇注过程有一个直观的认识，例如不同金属熔炼所需要具备的条件、浇注前金属液体的微观状态、铸件的成型过程以及铸件可能产生的缺陷等。而且在这种情况下学生很容易失去对实习的兴趣以及实习的成就感，从而打击到了学生实习的积极性，并且影响到部分同学的学习热情；

（3）学生在实际操作之前没有得到相关实习的理论教学。例如学生没有掌握砂型铸造的要点，有的学生不是十分了解基本操作步骤。

华南理工大学机械工程虚拟仿真实验教学中心是首批国家级虚拟仿真实验教学中

心之一，已经实现了一系列校内具有特色的虚拟实验教学。但是仍然缺少一个虚拟铸造实验平台。在学校现有的资源下，金工实习时砂型铸造都是用沙代替砂型，用蜡代替金属的简单实验。即使学校重新建造铸造车间，一方面无法满足多人同时实验的要求，另一方面很难发挥学生们的想象力和创造性，而且实验室的维修和材料等的支出也是一个不小的成本。所以有必要搭建一个基于虚拟现实的铸造仿真实验平台来解决以上问题。

这样做的意义有以下三点：

（1）可以减少教学和研究成本，节约研制经费，充分发挥现有的科学仪器的作用，提高效率。特别是通过网络能够实现许多仪器的资源共享，避免了大型仪器设备的重复添置，减少不必要的浪费[1]；

（2）减少危险实验或操作给人带来的危害。以往对于危险的或容易对人体造成伤害的实验，例如铸造时高温的金属溶液容易烫伤学生，一般采用观看老师操作或者观看电视录像的方式来取代实验，学生无法直接亲手操作，获得亲身的体会。利用虚拟现实技术实现的虚拟实验，则可以避免这种顾虑；

（3）提高学生的自学能力，学生通过网络实验平台，靠自己自学，摆脱了传统实验教学中教师做一遍学生跟着做的弊端，大大地提高了学生的积极性和创造性[2]。

1.2压力铸造技术简介

1.2.1压力铸造的工艺原理

压铸是指在高速高压的作用下，将液态或半液态金属填入压铸模型腔，并使金属液在一定的压力下快速凝固成铸件的一种精密铸造方法。依照压铸机种类不同，压铸方法主要可以可分为热室压铸和冷室压铸两大类。

热室压铸中，压射系统的压室置于坩埚内，压铸过程中，压射冲头上升使进料口露出时，液态金属由坩埚进入压室中。压射冲头下压时，液态金属沿着通道经喷嘴进入压铸模的浇注系统而填充模具的型腔。等待金属冷凝成型后，即可开模，并由推出机构推出压铸件。热室压铸的工艺原理如图1-1所示。

a）压射之前 b）压射之后

图1-1热室压铸工艺原理简图

冷室压铸中，熔化金属的坩埚和压室是分开的，压铸时，需要从熔化炉的坩埚内盛取液态金属注入压室再进行压铸。压铸时，首先压铸模合拢锁紧后，用浇勺把液态金属由注口倒入横卧的压室中，然后压射冲头向前移动，把液态金属压入压铸模，接着动模移开，打开压铸模，成型的铸件连同浇注余料一起随动模移动，最后由推杆机构把铸件推离动模。冷室压铸生产效率较热室低，但其应用范围较广，铝、锌、镁、铜等有色合金均可使用冷室压铸方法加工。冷室压铸的工艺原理如图1-2所示。

a）压射之前 b）压射之后

图1-2冷室压铸工艺原理简图

1.2.2压力铸造的工艺特点

高速充型和高压凝固是压力铸造时液态金属填充成型的两大特点，也是压力铸造工艺与其他铸造工艺的最根本区别。压铸时得压射压力一般为20~200MPa，最高可达500MPa；充填速度可达0.5~150m/s；充填时间一般为0.01~0.2s。另外，由于压铸时高压高速，因此压铸模具必须采用金属材料，并要求具有很高的加工精度和较低的表面粗糙度。上述特点也决定了压铸工艺本身的优缺点。

1压铸工艺的主要优点：

（1）压铸件尺寸精度高，而且表面粗糙度低；

（2）可压铸薄壁复杂铸件；

（3）压铸件的表面硬度和强度高；

（4）生产效率高；

2压铸工艺的主要缺点：

（1）压铸件中的气孔很难避免；

（2）压铸件合金类受到限制；

（3）压铸件断面组织及性能变化较大；

（4）压铸尺寸和质量受到限制。

1.2.3压力铸造发展概况

压力铸造技术是目前铸造生产中技术含量较高的先进铸造方法之一，其产品质量好、生产效率高、经济效益佳，因此被普遍应用于各类制造行业。以锌合金为代表的低熔点合金压铸件应用较为广泛，如电表骨架、汽车连杆、壳体、照相机零件等；铝合金压铸件性能不断改善，应用日益增多，大多使用在纺织机械配件、气缸体、车门、离合器、水泵外壳、减压阀、摩托车发动机曲轴箱、电机转子中；镁合金压铸件因其材料比强度较高而多应用在飞机零件中。

20世纪80年代以后，随着自动控制技术、电子计算机技术、检测技术的迅速发展，通过对这些先进技术的综合应用，压铸技术、工艺和压铸机日渐完善。压射工艺参数的检测、压射过程监控和显示、故障诊断及报警手段不断更新，生产环境完善，压铸生产效率进一步提高[3]。

1983年，Toshiba公司实现了对压铸过程的计算机控制。该控制系统具有远程设定压铸机预设程序、检测机器运行状态、参数检测显示并打印、锁模力及模具厚度调节的自动控制、生产管理的记录和储存、故障诊断等多种功能[4]。

1.3虚拟现实技术概述

1.3.1虚拟现实技术的定义及特点

虚拟现实(Virtual Reality，简称VR)或称虚拟环境(Virtual Environment，简称VE)技术，是在计算机仿真技术、计算机图形学、传感器技术及多媒体技术等多种技术的基础上发展起来的一门综合性技术[4]。它主要是通过视觉、听觉、触觉、嗅觉和味觉等来感觉到虚拟环境的图像、声音、力等等的信息，由此使用者产生出一种真实的感觉。

虚拟现实是一门集成了人与信息的科学。它是以计算机技术为核心，生成逼真的虚拟环境，这些环境可以是真实的，也可以是完全虚拟构建出来的模型，使用者借助一定的硬件设备与虚拟世界中的物体进行交互，获得视觉、听觉、触觉等从而产生身临其境的感觉[5]。

虚拟现实技术作为计算机的一个新领域，近年来逐渐被重视，并广泛地应用在军事、建筑、工业仿真、医学、文化教育、农业和计算机技术等方面[6]。

虚拟现实技术的特点可归纳如下：

（1）交互性：交互性是指使用者通过输入输出设备如鼠标、键盘、特殊头盔、数据手套等，来对虚拟环境中的对象进行调整或操作。例如使用者利用数据手套用手去抓虚拟物体，这时手套产生作用力，使使用者有触摸到物体的感觉，并且显示屏上物体的位置产生位移，使用户看到被抓的物体随着手的移动而移动；

（2）沉浸性：沉浸性是指用户在虚拟环境中感受到的真实程度。虚拟现实世界通过计算机产生逼真的三维立体图像，使用者与虚拟环境中的对象各种交互作用，使用户如同在现实世界中一样。这种感觉如此的真实，以至于能够迷惑人们全方位地沉浸于虚拟环境中，称为虚拟环境的一份子，产生身临其境的感觉；

（3）多感知性：多感知性是指理想的虚拟现实技术具有出了一般计算机技术所拥有的视觉感知以外，还有听觉感知、触觉感知、运动感知甚至是味觉或者嗅觉感知等；

（4）自主性：自主性是指虚拟环境中物体依照现实中的物理定律的程度。例如，把一个物体推倒，它的运动轨迹、运动速度等等[7]。

1.3.2虚拟现实技术的发展现状

虚拟现实技术起源于美国，最初的目的是为了满足国防方面的航空和航天需要，近年来虚拟现实技术得到了很大的重视，发展迅速。在这方面美国处于国际研究的前沿，他的研究最早，也是最广泛的。

早在20世纪80年代，美国国家航天航空局（NASA）就开始了对虚拟现实的研究，在1981年，他们就开始研究空间信息显示，1984年又开始了虚拟视觉环境显示（VIVED）项目，并开发了虚拟界面环境（VIEW）工作站cAmes完善了HMD。北卡罗来纳大学（UNC）是一所进行VR研究最早的著名大学，他们从1970年开始研究交互式分子建模，并解决了分子结构的可视化，开发了名为“Walk Though”的漫游系统。Loma Linda 大学医学中心是一个经常从事高难或有争议医学项目研究的单位，他们巧妙地把VR设备应用于探讨与神经疾病相关的问题，并首创了VR儿科治疗法。

在欧洲，欧盟的个个成员如英国、德国、瑞典、西班牙等都积极地进行了虚拟现实技术的相关研究。在英国，ARRL有限公司主要研究一般性的硬件/软件结构问题、人员因素问题。在德国，德国国家数学与计算机研究中心（GMD）专门有一个部门研究科学视算与VR技术[8]。

在亚洲，日本的虚拟现实技术研究得到迅速的发展。东京大学的原岛研究室开展了三项研究，分别是：三维结构的判定、人类面部表情特征的提取和三维形状的表示、动态图像的提取。而东京大学另外一个研究室广懒研究室野开发了多项研究成果，如飞行仿真器。

我国的虚拟现实技术相比较其他国家来说起步较晚，技术上有一定的差距，但是依然有不少的科研院所和重点高等学院不断地努力研究着。其中清华大学信息科学技术学院对虚拟现实及临场感等方面进行了大量的研究，其中不少方案，如克服立体图闪烁的

措施、深度感实验测试和球面屏幕显示和图像随动等，都具有自己的特色[8]。另外北京航天大学虚拟现实与多媒体研究室主要为我国军事模拟训练与演习提供一个多武器协

同作战或对抗的战术演练系统，他们开发了直升机虚拟仿真器、坦克虚拟仿真器、计算机兵力生成器等等[9]。

1.3.3虚拟现实软件简介

虚拟现实软件种类有很多，包括Virtools、Quest3D、Converse3D、VR-Platform、EON Studio等。下面主要介绍的是EON Studio这款软件。

EON Studio 是一种依据图形使用者接口，用来研发实时3D多媒体应用程序的工具，主要应用在电子商务/营销/数字学习/教育训练与建筑空间等领域。研发步骤：首先是输入3D对象，通常这些对象会先由3D绘图软件完成，如3D Studio MAX、Lightwave、SolidWorks等等。输入模型后，就可以透过EON视觉图型化程序接口、Scripting或C++程序代码轻易让模型加上动作。最后，EON程序档案可以经由网络或封包展示[10]。EON Studio提供应用广泛的物体及贴图，操作非常简便，使用者不需要是专业的程序设计师，就可自行增加丰富的互动效果，而且有超过100个预设好的节点，拥有高灵活性与实用性。

因为EON Studio易学易用，即使是以前没用使用过的人也可以很快可以熟悉这个软件，并且表现逼真以及整合性强，所以本文主要就是利用EON Studio来实现工艺流程仿真。

1.4文章构架

本文其他各章节安排如下：

第二章，介绍本文中所设计的压力铸造工艺的基本理论知识和压铸机的基本组成结构，并讲解了压力铸造的工艺过程。

第三章，概述了对于压铸机和车间的建模，简单介绍了如何利用虚拟现实技术实现工艺仿真，最后给出本文仿真的压铸工艺方案。

第四章，介绍了EON主要的节点应用，并详细地讲解了压铸工艺仿真中各种功能的实现方法。

第五章，概述了本次设计的主要成果，并提出不足，以待之后的改进。

第二章压力铸造关键技术

2.1引言

为了对压力铸造的工艺流程进行仿真，本章首先详细分析压力铸造的重要参数，然后介绍压铸机的各个组成部分及其作用，为对其进行建模打下基础，然后对各个类型的压铸机的工艺流程进行介绍。

2.2压力铸造的基本理论

压力铸造的主要特点是金属液在高压、高速下充填压铸模的腔型，并在高压下成型、结晶。因此，压铸过程中压力和速度的变化及其作用至关重要的，它们直接影响金属充填形态和金属液在型腔中的运动，从而影响压铸件的质量[11]。

2.2.1压铸压力

压铸压力是压铸工艺中主要的参数之一。压铸过程中的压力是由泵产生的，泵借蓄压器通过工作液体传递给压射活塞，然后由压射活塞经压射冲头施加于压室内的金属液中。

作用于金属液上的压力是获得致密组织和清晰轮廓的铸件的主要因素，所以为了正确利用压铸过程中各阶段的压力，了解并掌握压铸过程中作用在液态金属上的压力的变化情况是必须的。

压铸过程中的压力可以用压射力和压射比压两种形式来表示。

（1）压射力：压铸机压射缸内的工作液作用于压射冲头，使其推动液态金属充填模具型腔的力，称为压射力。

（2）压射比压：压射比压就是在压射过程中，压室内单位面积上液态金属所受到的静压力。

压射比压是液态金属在充填过程中各个阶段实际所得到的作用力大小的表示方法，它反映了液态金属在充填时得各个阶段以及金属液流经各个不同截面时的力的概念。

在压铸过程中，作用在液态金属上的压射比压并不是一个常数，而是随着压射阶段的变化而变化。液态金属在压室与压铸模型腔中的运动可分解为四个阶段，在不同阶段，压射冲头的运动速度v与液态金属所受到的压射比压p曲线，如图2-1所示。

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数虎图像提供虚拟仿真实验室硬件设备搭建和内容制作整体解决 方案 虚拟现实实验室是虚拟现实技术应用研究就的重要载体。 随着虚拟实验技术的成熟，人们开始认识到虚拟实验室在教育领域的应用价值，它除了可以辅助高校的科研工作,在实验教学方面也具有如利用率高,易维护等诸多优点.近年来,国内的许多高校都根据自身科研和教学的需求建立了一些虚拟实验室。数虎图像拥有多名虚拟现实软硬件工程师，在虚拟现实实验室建设方面有着无与伦比的优越性！ 下面请跟随数虎图像一起，让我们从头开始认识虚拟现实实验室。【虚拟现实实验室系统组成】： 建立一个完整的虚拟现实系统是成功进行虚拟现实应用的关键，而要建立一个完整的虚拟现实系统，首先要做的工作是选择确实可行的虚拟现实系统解决方案。 数虎图像根据虚拟现实技术的内在含义和技术特征，并结合多年的虚拟现实实验室建设经验，最新推出的虚拟现实实验室系统提供以下组成：

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合肥工业大学 计算机与信息学院 实验报告 课程：虚拟现实与仿真技术 专业班级：计算机科学与技术11-2班 学号： 姓名：谢云飞 实验一 一.实验名称

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VR虚拟训练仿真系统

VR虚拟训练仿真系统

目录 一概述 (3) 1.1 项目背景及目标 (3) 1.2 系统优点 (3) 二系统功能 (4) 2.1 地形选择 (4) 2.2 沉浸式畅游 (4) 2.3 模拟射击 (4) 2.4 参数分析 (4) 2.5 模拟对抗训练 (4) 三系统组成 (4) 3.1 系统组成框图 (5) 四系统模块设计 (5) 4.1 地形编辑 (5) 4.2 模型设计 (6) 4.3 数据分析 (6) 4.4 对抗训练 (7) 4.5 沉浸式畅游 (7)

一概述 1.1 项目背景及目标 VR虚拟训练仿真系统是以VR虚拟技术与真实枪械模型相结合所开发出来的虚拟仿真系统。 采用VR技术模拟出逼真多维的环境，通过立体头盔、数据服和数据手套或三维鼠标操作传感装置，做出或选择相应的战术动作。通过不同的处置方案，体验不同的作战效果，进而像参加实战一样，锻炼和提高战术水平、快速反应能力和心理承受力，培养作战技能。包含枪械射击、对抗训练等项目。 1.2 系统优点 （1）VR虚拟训练仿真系统优点，分别是：不受环境影响、性价比高、观赏性强、仿真度高。 不受环境影响：无需亲临现场就可以起到真实的操作过程，不受条件的约束。 性价比高：实际的实验造价高，成本高，运用VR技术可以大大的较少成本，让您以最低的成本完成实验的真实效果。 开放性好：提供各类武器、装备的高精度复原、特性展示、虚拟拆装训练等功能。 观赏性强：VR虚拟训练仿真系统有专门的的武器展间，会罗列出不同型号的枪械。 仿真度高：整个系统是采用真实的物理模型，结合三维设计模型，制作复杂的作战地形、雨雪天气等各种可能对战局产生影响的场景或事件，实现真实对抗，为对抗训练起到一个有力指导。 （2）虚拟现实技术具有3大特征，分别是沉浸感、交互性、想象性：沉浸性：是指利用计算机产生的三维立体图像，让人置身于一种虚拟环境中，就像在真实的客观世界中一样，能给人一种身临其境的感觉； 交互性：在计算机生成的这种虚拟环境中，人们可以利用一些传感设备进行交互，感觉就像是在真实客观世界中一样，比如：当用户用手去抓取虚拟环境中的物体时，手就有握东西的感觉，而且可感觉到物体的重量； 想象性：虚拟环境可使用户沉浸其中并且获取新的知识，提高感性和理性认识，从而使用户深化概念和萌发新的联想，因而可以说，虚拟现实可以启发人的创造性思维。

虚拟现实VR系统开发软件使用说明书V1.0

第一章系统概述 1.1 系统介绍 “虚拟现实VR系统开发软件”是基于客户／服务器模式,其中服务器提供VR文件及支持资源客户通过网络下载希望访问的文件，并通过本地平台上的VR 浏览器交互式访问该文件描述的虚拟境界。因为浏览器是本地平台提供的，从而实现了和硬件平台的无关性。VR象HTML一样，是一种ASCII码描述语言，它是一套告诉浏览器如何创建一个三维世界并在其中航行的指令，这些指令由再现器解释执行，再现器是一个内置于浏览器中或外部的程序。由于VR是一个三维造型和渲染的图形描述性语言，复杂的3D术语转换为动态虚拟世界是高速的硬件和浏览器，又由于其交互性强和跨平台性，使虚拟现实在Internet上有着广泛的应用，例如远程教育、商业宣传等等。 为此本公司研发出“基于VR的虚拟模型软件”,从用户的角度来说，基本上是HTML加上第三维，但从开发者角度来说， VR环境的产生提供了一套完全的新标准，新过程以及新的Web 技术。交叉平台和浏览器的兼容性是首先要解决的问题。设计之前，必须明确指定目标平台（PC、 Mac、SGI的新O2等等）， CPU 速度、可以运行的带宽以及最适合使用的VR浏览器。 1.2系统功能概述 1.建模 “虚拟现实VR系统开发软件”的建造概念和其他工程建模概念相似，必须解决交流的问题，画出草图并研究材质的处理，生成模型、空间、化身，但必须考虑一些技术的限制，如，考虑到目标平台，决定在VR文件中放入多少多边图形；预先考虑到虚拟现实VR系统开发软件执行的动作，把相应的目标归类，用于设定三维物体之间的相互联系，建模与动画相互配合，如果归类正确合适，就会缩小生成动画效果之后文件的体积。虚拟现实的设计中必须考虑加入重力和碰撞的效果，以使虚拟现实的场景和生活中的相似。

( VR虚拟现实)虚拟仿真实训系统解决方案

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大娱号 虚拟仿真实训系统解决方案VSTATIONHD（V1.0）

前言 近年来,由于信息技术的快速发展与国家教育部门的大力提倡,虚拟仿真实训在高职教育中开始得到广泛的应用,成为实训教学重要的组成部分和提高教学质量的重要手段。虚拟仿真技术是将多媒体技术、虚拟现实技术与网络通信技术等信息技术进行集成,构建一个与现实世界的物体和环境相同或相似的虚拟教学环境,并通过虚拟环境集成与控制为数众多的实体,构成一个虚拟仿真教学系统。虚拟仿真教学技术以提高学生的技能水平为核心,具有多感知性、沉浸性、交互性、构想性等特点。这些特点有益于教师的实训教学和学生专业核心技能的训练,为解决职业教育面临的实训难、实习难和就业难等问题开辟了一条新思路。目前,高职院校很多专业,如外语教学、旅游专业、数控技术、焊接技术、机电技术、食品加工、服装设计等专业都引入了虚拟仿真实训教学方式。虚拟仿真实训教学，已经逐渐成为高职院校教学变革的一种有效手段。

目录 前言2 一、总体需求分析4 1．1 “情景”的定义：4 1．2 为什么要在教学中使用“虚拟仿真实训系统”？5 1．3 根据教学建设，用户需求归纳如下：6 二、设计原则7 三、大娱号虚拟仿真实训系统概述8 四、大娱号虚拟仿真实训系统系统运行原理示意图：10 五、大娱号虚拟仿真实训系统构成及特点11 六、与教材同步完备的虚拟场景库16 七、大娱号虚拟仿真实训系统构成及特点18 八、大娱号虚拟仿真实训系统配置与指标19 九、系统技术支持及服务21

一、总体需求分析 通过运用学语言，已经为越来越多的教师认同。学习者必须通过“用语言”才能真正掌握语言。 让学生置身于真实的交际情景中，让学生使用语言进行交际。而真正的交际应该是互动的。当一方发出信息后，另一方根据上下文进行意义协商，作出反馈，他可以表示支持、进行反驳或提出疑问，然后接受方对反馈意见再进行意义协商，作出回应，双方如此反复交流，形成互动。互动是“交际的核心”。 语言课堂就是一个充满“交流和互动”的场所。在课堂教学中，这种互动不仅包括师生互动和生生之间互动，还应该包括教材，因为课堂上的师生互动和生生互动都是基于一定教材展开的。“大娱号”虚拟仿真实训系统能够在教材与师生之间搭起一座互动教学的桥梁。 使用“虚拟仿真实训系统”在互动教学的设计和组织上突出情景性、实训性和互动性，力求三者有机结合。 1．1“情景”的定义： 情景指的是具体场合的情形或景象。在教学过程中引入或创设生动具体的场景，有利于学生进行意义建构使其产生交际的动机。“大娱号”虚拟仿真实训系统所提供的虚拟场景可以提供直观生动的形象，通过大屏或投影再现学生在虚拟场景中的表演，可以让学生通过视觉和听觉去感受场景，产生想象和联想，激发学生的学习兴趣。参与表演的学生可以身临其境的学语言，使用虚拟仿真实训系统教学,学生觉得有话可说，有戏可演，可以

虚拟仿真施工技术

1虚拟仿真施工技术 （1）主要技术内容 虚拟仿真施工技术是虚拟现实和仿真技术在工程施工领域应用的信息化技术。虚拟仿真技术在工程施工中的应用主要有以下几方面： A.施工工件动力学分析：如应力分析、强度分析； B.施工工件运动学仿真：如机构之间的连接与碰撞 C.施工场地优化布置：如外景仿真、建材堆放位置， D.施工机械的开行、安装过程； E.施工过程结构内力和变形变化过程跟踪分析； F.施工过程结构或构件及施工机械的运动学分析； G.施工过程动态演示和回放。 (2)技术指标 虚拟仿真施工主要包含以下技术体系: A.三维建模技术 运用三维建模和建筑信息模型（BIM）技术，建立用于进行虚拟施工和施工过程控制、成本控制的施工模型。该模型能将工艺参数与影响施工的属性联系起来，以反应施工模型与设计模型之间的交互作用，施工模型要具有可重用性，因此必须建立施工产品主模型描述框架，随着产品开发和施工过程的推进，模型描述日益详细。通过BIM技术，保持模型的一致性及模型信息的可继承性，实现虚拟施工过程各阶段和各方面的有效集成。 B.仿真技术 计算机仿真是应用计算机对复杂的现实系统经过抽象和简化形成系统模型，

然后在分析的基础上运行此模型，从而得到系统一系列的统计性能。基本步骤为；研究系统→收集数据→建立系统模型→确定仿真算法→建立仿真模型→运行仿真模型→输出结果，包括数值仿真、可视化仿真和虚拟现实VR仿真。 C.优化技术 优化技术将现实的物理模型经过仿真过程转化为数学模型以后，通过设定优化目标和运算方法，在制定的约束条件下，使目标函数达到最优，从而为决策者提供科学的、定量的依据。它使用的方法包括：线性规划、非线性规划、动态规划、运筹学、决策论和对策论等。 D.虚拟现实技术 虚拟建造是在虚拟环境下实现的，虚拟现实技术是虚拟建造系统的核心技术。虚拟现实技术是一门融合了人工智能、计算机图形学、人机接口技术、多媒体工业建筑技术、网络技术、电子技术、机械技术等高新技术的综合信息技术。目的是利用计算机硬件、软件以及各种传感器创造出一个融合视觉、听觉、触觉甚至嗅觉，让人身临其境的虚拟环境。操作者沉浸其中并与之交互作用，通过多种媒体对感官的刺激，获得对所需解决问题的清晰和直观的认识。 (3)适用范围 工业与民用建筑、市政工程、土木工程施工方案编制。

9款虚拟现实物流仿真软件简介

9款虚拟现实物流仿真软件简介 1、Flexsim Flexsim的前身是Taylor II，Flexsim应用深层开发对象，这些对象代表着一定的活动和排序过程。要想利用模板里的某个对象，只需要用鼠标把该对象从库里拖出来放在模型视窗即可。每一个对象都有一个坐标（x,y,z）、速度（x,y,z），旋转以及一个动态行为（时间）。对象可以创建、删除，而且可以彼此嵌套移动，它们都有自己的功能或继承来自其他对象的功能。这些对象的参数可以把任何制造业、物料处理和业务流程的快速、轻易、高效建模的主要特征描述出来。不过其宣称的Flexsim内置了虚拟现实浏览窗口，可以让用户添加光源、雾以及虚拟现实立体技术，个人感觉仅是个噱头而已。 2、eM-Plant eM-Plant(原名SIMPLE++)系统规划分析模拟软件，在规划阶段可透过eM-Plant分析全厂之设施规划方案选择、设备投资评估、暂存区、生产线平衡、瓶颈分析、派工模拟及产能分析模拟及企业再造等模拟分析基本上与Witness和Factor/AIM一样，同样属于平面离散系统生产线仿真器。齐备了周边的机器人仿真器群。可以与CAD 、CAPE、ERP、DB等软件之间实时通信。与周边的机器人仿真器群之间有强有力的关联，面向大型制造业领域的仿真群中，和Delm

ia公司实力相当。其主要目的是整体系统的优化等，主要与周边系统联合起来灵活使用。但是价格昂贵，从周边工具群的联合中脱离出来单独使用时，缺乏魅力。 3、Witness Witness是英国Lanner Group的产品，是平面离散系统生产线仿真器，操作简单，在低配置计算机上也完全可以灵活使用，是生产线仿真器的老字号，其齐备的基本仿真功能和处理优势，一直是大家所公认的。作为可选项，还具备了三维立体显示功能（VR)，扩大了其适用范围，不过三维立体显示功能是后来添加的可选项，所以不适合模型从大致轮廓的概念设计开始依次建构下去的动态过程中使用。 4、3i的SIMAnimation SIMAnimation是美国3i公司设计开发的集成化物流仿真软件。S IMAnimation使用的是先进的基于图像的仿真语言，这种语言可以简化仿真模型的创建。由于他OOP编程方法，仿真系统可以非常简单的创建模型。许多的先进软件工具都合成为一种语言，它包括布局编辑器，完全的二维和三维的动画，曲线拟合，路线优化软件，试验编辑器和完整的用户报表编辑器。同时仿真模型还包括丰富的交互特点，允许使用者去改变参数输入，其目的是通过模拟实际生

2017年军事仿真虚拟现实VR系统制作解决方案

2017年军事仿真虚拟现实 VR系统制作 解决方案

一．项目概述 军事虚拟仿真是从武器装备仿真发展起来的一个研究领域，泛指与军事有关的所有仿真技术、仿真系统或仿真方法。由于它来源于系统仿真领域，所以它只能是系统仿真中的一个应用领域，与工业仿真、能源仿真等相对应。军事仿真可以说是工业界的一个概念，更多地从技术角度强调武器装备的仿真与应用，但近年来也逐步增加了作战仿真的内容。而战争模拟则是军方的概念，更多地从战争、作战的角度进行研究，尽管两者研究的方法和范围有很多相近之处。 国外军事仿真以美国最为先进,回顾近二十几年来美国军事仿真大事记,从其国会立法中明白了美国为什么把仿真放在战略位置而倍加重视。根本原因就在于仿真的经济有效性和能够带给高技术工作机会。军费开支总是有限的,基于仿真的采办就能更快、更好、更省地实现武器系统采办。联想到我国军事仿真的发展情况,形势喜人,但要再接再厉,抓住现代军事仿真的主题,发展我国军事仿真技术,让我国军事仿真在科学发展观指导下持续发展,在数字化、科

学化、智能化、虚拟化、网络化、集成化和协同化的方向上大踏步 地前进! 虚拟现实技术是近年来计算机领域研究的一个热点，因此世界各先进国家纷纷投入巨资对其基础技术与应用技术加以研究。而目前铁路系统正在进行的传统模式向高新技术的更新过程，其特点就是高速、高效和安全，显然虚拟现实技术是可以加以利用的技术之一。本文就虚拟现实技术的若干同题作一些基本的探讨。虚拟现实(Virtual Reality)是建立在自动控制技术、计算机图形学、计算机仿真技术、人机接口技术、多媒体技术、传感器技术及人工智能技术基础之上，本质上是一种在系统仿真技术的基础之上发展起来的高级接口技术，但是它与仿真技术有明显的区别。虚拟现实的目的是为人与实际环境之间接的交互提供一种自然的、方便的界面，即所谓的虚拟环境。虚拟环境可以给人一种进入真实环境的效果，人可以与虚拟环境交互，通过改变虚拟环境，进而实现改变实际环境的目的。虚拟现实最低应有以下的特点：

虚拟仿真虚拟现实实验室解决方案

虚拟仿真虚拟现实实验室解决方案

数虎图像提供虚拟仿真实验室硬件设备搭建和内容制作整体解 决方案 虚拟现实实验室是虚拟现实技术应用研究就的重要载体。 随着虚拟实验技术的成熟，人们开始认识到虚拟实验室在教育领域的应用价值，它除了能够辅助高校的科研工作,在实验教学方面也具有如利用率高,易维护等诸多优点.近年来,国内的许多高校都根据自身科研和教学的需求建立了一些虚拟实验室。数虎图像拥有多名虚拟现实软硬件工程师，在虚拟现实实验室建设方面有着无与伦比的优越性！ 下面请跟随数虎图像一起，让我们从头开始认识虚拟现实实验室。 【虚拟现实实验室系统组成】： 建立一个完整的虚拟现实系统是成功进行虚拟现实应用的关键，而要建立一个完整的虚拟现实系统，首先要做的工作是选择确实可行的虚拟现实系统解决方案。 数虎图像根据虚拟现实技术的内在含义和技术特征，并结合多年的虚拟现实实验室建设经验，最新推出的虚拟现实实验室系统提供以下组成：

虚拟现实开发平台： 一个完整的虚拟现实系统都需要有一套功能完备的虚拟现实应用开发平台，一般包括两个部分，一是硬件开发平台，即高性能图像生成及处理系统，一般为高性能的图形计算机或虚拟现实工作站；另一部分为软件开发平台，即面向应用对象的虚拟现实应用软件开发平台。开发平台部分是整个虚拟现实系统的核心部分，负责整个VR场景的开发、运算、生成,是整个虚拟现实系统最基本的物理平台，同时连接和协调整个系统的其它各个子系统的工作和运转，与她们共同组成一个完整的虚拟现实系统。因此，虚拟现实系统开发平台部分在任何一个虚拟现实系统中都不可缺少，而且至关重要。 虚拟现实显示系统： ·高性能图像生成及处理系统 ·具有沉浸感的虚拟三维显示系统 在虚拟现实应用系统中，一般有多种显示系统或设备，比如：大屏幕监视器、头盔显示器、立体显示器和虚拟三维投影显示

某集团虚拟现实仿真验证平台方案

中国航天科工集团第六研究院协同式虚拟现实仿真验证平台方案 北京朗迪锋科技有限公司 2016年4月

目录 1.序言 (3) 2.用户需求分析 (3) 3.协同式虚拟现实仿真验证平台总体解决方案 (4) 3.1.协同式虚拟现实仿真验证平台解决方案 (5) 3.1.1.显示系统设计思路 (5) 3.2.图形工作站集群 (18) 3.3.交互系统 (19) 3.4.矩阵切换系统 (20) 3.5.中控系统 (21) 3.6.音响系统 (21) 3.7.协同式虚拟仿真验证平台软件 (22) 3.7.1.协同式虚拟仿真验证平台软件应用模式 (22) 第六：制作交互式电子手册 ....................................... 错误!未定义书签。 3.7.2.协同式虚拟仿真验证平台软件的特点 (24) 4.布局设计 (25) 5.项目实施计划 (26) 5.1.项目实施内容 (26) 5.2.项目整体实施周期 (26) 5.3.工期保证措施 (26) 5.4.项目管理与风险控制 (26) 6.工程进度 (26) 6.1.设备交付阶段及设备到货点验计划表 (26) 6.2.工程师人员调配安排计划表 (26) 7.装修建议及要求 (26) 7.1.环境条件要求 (26) 7.2.地面要求 (26) 7.3.照明要求 (26)

7.4.天花板及吊顶装修建议 (26) 7.5.布线基本原则 (26) 7.6.设备发热量和制冷要求 (26) 7.7.虚拟现实中心现场装修建议 (26) 7.8.现场出入要求 (26) 8.质量保证与售后服务 (26) 8.1.质量保证与保修 (27) 8.2.售后技术服务 (27) 8.3.技术培训 (27) 9.系统配置清单 (27)

地下变电站虚拟现实仿真系统的研究

．９２．电力系统保护与控制 过程中的沉浸感。变电站场景的建模以某５００ｋＶ地 下变电站的建筑ＣＡＤ模型为原型，在建筑结构和 布局上力求和真实的地下变电站保持一致。事实证 明，这种建模方法可以大大缩短系统的开发周期。 由于ＣＡＤ模型注重模型的几何准确性，采用精 确的数学形式来表达模型的几何信息，并且其模型 中还包含大量工程设计信息，造成其模型复杂程度 远大于３Ｄ模型。而对于３Ｄ模型的要求是在保证建筑 模型的真实性的前提下，尽量减少模型的复杂性，降低计算机的计算量，以满足对于虚拟场景实时交互的要求。因此，采用将ＣＡＤ模型导入３ｄｓＭａｘ编辑环境下的方法，对模型的冗余信息进行过滤。 经３ｄｓＭａｘ软件修改过后的３Ｄ模型，只保留了模型的空间几何信息。要使得创建的三维模型更加逼真，需要利用３ｄＭａｘ进行材质的渲染，包括模型表面的色彩、纹理、光滑度、透明度、反射率、折射率、发光度等。在具体开发过程中，采用基本材质编辑和表面贴图结合的方法，来再现建模对象真实的材质细节。 这时的变电站场景模型已经具备了真实变电站建筑的外型特征，接下来需要将三维模型由３ｄＭａｘ软件导入至ＵＶｉｒｔｏｏｌｓ中。在Ｖｉｒｔｏｏｌｓ的编译环境下，对三维模型赋予物理特性和灯光等外部环境因素，例如对地板和墙体进行碰撞检测的设定，防止在虚拟巡视过程中发生穿越建筑物的情况。 图２表示对建筑结构进行建模的过程。 图２变电站场景的建模流程图 Ｆｉｇ．２Ｆｌｏｗｃｈａｒｔｏｆｓｕｂｓｔａｔｉｏｎｓｃｅｎｅｓｍｏｄｅｌｉｎｇ 图３为对某５００ｋＶ地下变电站筒体结构其中一层场景建模的俯瞰图。 图３某５００ｋＶ地下变电站三维虚拟环境Ｆｉｇ．３３Ｄｖｉｒｔｕａｌｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔｏｆａ５００ｋＶｕｎｄｅｒｇｒｏｕｎｄ ｓｕｂｓｔａｔｉｏｎ ４组态功能的实现 传统的三维虚拟变电站仿真系统一般只由驱动程序来组成【６Ｊ，主要包括场景显示、场景漫游和设备状态变化的功能。如果需要对虚拟变电站的场景或者设备进行修改或者增删的时候，就必须对整个驱动程序进行修改，因此对传统的仿真培训系统进行维护是非常不便的。本文介绍的三维虚拟变电站仿真培训系统增加了系统组态功能的开发，在组态工具下可以实现对虚拟变电站设备的在线编辑。４．１虚拟电气设备的封装 首先，将在３ｄＭａｘ下编辑好的三维模型以角色（ｃｈａｒａｃｔｅｒ）的格式导入Ｖｉｒｔｏｏｌｓ软件，对其进行物理行为和电气行为的脚本设计，并设计数据接口。以变压器模型为例，其物理行为主要包括碰撞检测和各种异常的表现，例如瓷瓶开裂、冷却风扇停转等行为。 然后，对虚拟变压器配置数据接口，以实现设备与外部的电气联系和数据交互，主要包括设备的基本信息、电气量、物理状态标志以及和虚拟监控系统进行交互的一些数据标志。在Ｖｉｒｔｏｏｌｓ中这些信息都是以数组（ａｒｒａｙ）的形式来存储的，表ｌ所示为存储变压器操作信息的数组。 表１变压器操作信息表 Ｔａｂ．１Ｔａｂｌｅｏｆｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｒｏｐｅｒａｔｉｏｎｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｌ状态Ｉ验电ｌ捧牌ｌ操作标志瓯地／远羽 Ｉ运行ＩＦＡＬＳＥＦＡＬＳＥＦＡＬＳＥ｜ＦＡＬＳＥ 最后，将编辑好的三维模型、行为脚本以及数据在Ｖｉｎｏｏｌｓ下保存为．ｒｌｉｎｏ格式的文件，这即可以作为一个封装好的虚拟设备。封装好的虚拟电气设备，具备与真实电气设备相同的物理和电气逻辑行为，将其放入设备库中，作为独立的行为对象进行调用。 ．封装好的虚拟变压器设备如图４所示。

虚拟仿真实验室硬件设备搭建和内容制作整体解决方案

图像提供虚拟仿真教学硬件设备搭建和容制作整体解决案 【虚拟现实教学系统组成】： 建立一个完整的虚拟现实系统是成功进行虚拟现实应用的关键，而要建立一个完整的虚拟现实系统，首先要做的工作是选择确实可行的虚拟现实系统解决案。 图像根据虚拟现实技术的在含义和技术特征，并结合多年的虚拟现实教学建设经验，最新推出的虚拟现实教学系统提供以下组成： 虚拟现实开发平台： 一个完整的虚拟现实系统都需要有一套功能完备的虚拟现实应用开发平台，一般包括两个部分，一是硬件开发平台，即高性能图像生成及处理系统，通常为高性能的图形计算机或虚拟现实工作站；另一部分为软件开发平台，即面向应用对象的虚拟现实应用软件开发平台。开发平台部分是整个虚拟现实系统的核心部分，负责整个VR场景的开发、运算、生成,是整个虚拟现实系统最基本的物理平台，同时连接和协调整个系统的其它各个子系统的工作和运转，与他们共同组成一个完整的虚拟现实系统。因此，虚拟现实系统开发平台部分在任一个虚拟现实系统中都不可缺少，而且至关重要。 虚拟现实显示系统： ·高性能图像生成及处理系统

·具有沉浸感的虚拟三维显示系统 在虚拟现实应用系统中，通常有多种显示系统或设备，比如：大屏幕监视器、头盔显示器、立体显示器和虚拟三维投影显示系统，而虚拟三维投影显示系统则是目前应用最为广泛的系统，因为虚拟现实技术要求应用系统具备沉浸性，而在这些所有的显示系统或设备中，虚拟三维投影显示系统是最能满足这项功能要求的系统，因此，该种系统也最受广大专业仿真用户的欢迎。虚拟三维投影显示系统是目前国际上普遍采用的虚拟现实和视景仿真实现手段和式，也是一种最典型、最实用、最高级别的投入型虚拟现实显示系统。这些高度逼真三维显示系统的高度临场感和高度参与性最终使参与者真正实现与虚拟空间的信息交流与现实构想。 虚拟现实交互系统 多自由度实时交互是虚拟现实技术最本质的特征和要求之一，也是虚拟现实技术的精髓，离开实时交互，虚拟现实应用将失去其存在的价值和意义，这也是虚拟现实技术与三维动画和多媒体应用的最根

基于虚拟现实技术的战场环境仿真

基于虚拟现实技术的战场环境仿真 摘要：战场环境是一切军事行动的空间基础，战场环境仿真是目前军事作战模拟领域研究的热点。本文讨论了战场环境的构成、战场环境仿真的主要内容，重点讨论了虚拟现实技术在战场环境感知仿真中的应用和关键技术。 关键词：战场环境，战场环境仿真，虚拟现实 战争具有很强的实践性特点，指战员的指挥艺术和作战能力，都需要在一定的战争环境中得到锻炼和提高。战争年代，这种能力可以通过真正的战争实践得以积累，但这种实践是不可重演、不可试验的，其代价也十分高昂。因此，即使在战争年代，非战时的训练也成为决胜的关键，指导训练的标准就是战争实践本身。和平时期，军事演习是一种普遍的训练方法，驾驭战争实践的能力是通过各种作战样式的试验来积累和提高。由于缺少实际战争的检验，各训练样式也就规定着未来作战的样式。 自人类历史上出现战争以来，人们对军事训练的研究都是以对战争规律的学习和探讨为目的，并在训练领域逐渐形成了“作战模拟”这一特殊的研究主题。作战模拟是对包括战争规律和战争指导规律两个方面在内的战争本质规律的模拟[1]，其首要的一点就是要创造一个贴近实战的训练环境，使得各类受训人员能够在此环境中得到恰如其分的训练[2]。 战场环境是敌对双方作战活动的空间，在现代作战模拟中，要营造一个贴近实战的训练环境，首先就要根据仿真原理来建立一个符合特定的作战训练科目需要的数字化的战场环境，这就是战场环境仿真（Battlefield Environment Simulation）。战场环境仿真在内容上包括战场感知虚拟现实是二十世纪90年代末出现的一种十分有效的仿真技术，本文将重点讨论如何运用虚拟现实技术来实现战场环境仿真。1．战场环境仿真概述 1． 1 战场环境的构成 战场环境是指作战空间中除人员与武器装备以外的客观环境。从战争所涉及的客观因素来分析，战场环境应该包含战场地理环境、气象环境、电磁环境和核化环境。也许，随着网络信息战的形成，战场网络环境也将成为战场环境的一个重要的组成部分。 战场环境具有多维性、互动性的特点。多维性的含义是：①战场环境是由多个具有自身变化规律的客观环境构成的，上述的四个环境分属于不同的学科领域；②这些客观环境的空间形态是随作战过程而演变的。互动性的含义是：上述环境之间互有影响，其中，地形环境是其他环境的

虚拟现实VRAR+仿真医疗

宣传资料——医疗行业 德纳智谷秉着“让3D新技术服务于人与社会”的理念，创新性地融合医学、VRAR 技术、互联网，希望助力中国大健康策略，助力医工整合，促进前沿工程技术在解决医学相关问题中的转化。VRAR+医疗融合大趋势日渐加强，主要应用领域包括：临床医学VR培训、VR术前规划、AR术中导航、多人VR协作演练、急救仿真演练、康复VR辅助治疗、精神疾病VR治疗。 【VR/AR技术与医疗结合的趋势】 VR/AR技术3大特征：沉浸感（Immersion）、交互性（Interaction）、构想性（Imagination）。3D仿真视觉图像可让使用者沉浸入虚拟世界中进行培训或治疗；3D人机交互技术，可让使用者通过交互硬件与计算机三维仿真图像进行人机交互演练。VR/AR技术，可打造沉浸式、高仿真、可交互的医学培训及患者治疗体验。 服务对象：①企业单位用户，医院单位、医学院及培训结构 ②培训个人用户：见习医生、医学生 ③医疗个人用户：患者

【产品介绍】 1.临床医学VR培训 解决方案：VR眼镜+ 数据手套+ 虚拟仿真技术 全国首创的手势识别交互模式下的临床医学培训：佩戴VR眼镜及数据手套后，进入虚拟手术室，通过手势识别操作手术工具，进行手术操作培训。高度仿真的临床教学体验，可迅速提高其动手操作技能，缩短培训周期，降低培训成本及犯错率。用前沿虚拟技术及交互硬件，打造专业、优质、高效的虚拟临床手术教学服务。 产品定位：标准化及流程化的微创手术-骨科、普通外科、泌尿外科、胸外科、介入手术、妇产科、耳鼻喉科、神经外科，涵盖八大科室。 德纳智谷科技与中山大学孙逸仙纪念医院合作的“椎间孔镜VR培训”项目，开发完成并在医院落地使用，将与中山大学孙逸仙纪念医院骨科联合成立“VR手术培训中心。

协同式虚拟现实仿真验证平台方案

中国航天科工集团第六研究院 协同式虚拟现实仿真验证平台方案 北京朗迪锋科技有限公司 2016年4月 目录 1.序言........................................... 错误!未定义书签。 2.用户需求分析................................... 错误!未定义书签。 3.协同式虚拟现实仿真验证平台总体解决方案......... 错误!未定义书签。 .协同式虚拟现实仿真验证平台解决方案 ....... 错误!未定义书签。 显示系统设计思路...................... 错误!未定义书签。 .图形工作站集群 ........................... 错误!未定义书签。 .交互系统 ................................. 错误!未定义书签。 .矩阵切换系统 ............................. 错误!未定义书签。 .中控系统 ................................. 错误!未定义书签。 .音响系统 ................................. 错误!未定义书签。 .协同式虚拟仿真验证平台软件 ............... 错误!未定义书签。

协同式虚拟仿真验证平台软件应用模式.... 错误!未定义书签。 第六：制作交互式电子手册 ................... 错误!未定义书签。 协同式虚拟仿真验证平台软件的特点...... 错误!未定义书签。 4.布局设计....................................... 错误!未定义书签。 5.项目实施计划................................... 错误!未定义书签。 .项目实施内容 ............................. 错误!未定义书签。 .项目整体实施周期 ......................... 错误!未定义书签。 .工期保证措施 ............................. 错误!未定义书签。 .项目管理与风险控制 ....................... 错误!未定义书签。 6.工程进度....................................... 错误!未定义书签。 .设备交付阶段及设备到货点验计划表 ......... 错误!未定义书签。 .工程师人员调配安排计划表 ................. 错误!未定义书签。 7.装修建议及要求................................. 错误!未定义书签。 .环境条件要求 ............................. 错误!未定义书签。 .地面要求 ................................. 错误!未定义书签。 .照明要求 ................................. 错误!未定义书签。 .天花板及吊顶装修建议 ..................... 错误!未定义书签。 .布线基本原则 ............................. 错误!未定义书签。 .设备发热量和制冷要求 ..................... 错误!未定义书签。 .虚拟现实中心现场装修建议 ................. 错误!未定义书签。 .现场出入要求 ............................. 错误!未定义书签。 8.质量保证与售后服务............................. 错误!未定义书签。 .质量保证与保修 ........................... 错误!未定义书签。 .售后技术服务 ............................. 错误!未定义书签。 .技术培训 ................................. 错误!未定义书签。 9.系统配置清单................................... 错误!未定义书签。

虚拟现实与仿真技术

基于MATLAB对机床进给传动机构探究 摘要：探究了机床进给传动链的运动，在不考虑伺服电机内的传动和摩擦作用下，对传动链进行了建模研究,建模后利用MATLAB中的Simul-ink模块建立传动链的仿真模型,通过取不同的齿数比获得了进给传动链的在不同齿数下的单位阶跃仿真响应曲线。 关键词：建模；仿真； Simul-ink 引言 机床进给传动系统是机床最重要的组成部分之一，对机床的加工性能和机床的工作质量有着很大影响。因此人们对机床传动进给系统做了大量的研究，以提高机床的加工精度，稳定性以及可靠性等。 机床进给传动系统的作用是将伺服驱动装置的运动和动力传给刀架,实现进给切削运动。目前加工制造业普遍应用的机床进给系统有电机、轴、传动齿轮以及工作台刀架等组成，所有的机床都有这些结构，差别只是传动轴和齿轮个数不同，即机床的传动级数不同。 机床进给的意义是指将伺服电机的旋转运动传递为工作台或刀架的进给运动。而整个机械传动链通常设计进给伺服系统时必须满足一定的要求,才能保证进给系统的定位精度和静态、动态性能,从而确保机床的加工精确度[1-4]。 本文探究的是机床的二级进给传动机构，不考虑伺服电机内的传动和摩擦过程，仅对传动过程进行建模研究。对传动机构建模完成后利用MATLAB中的Simul-ink模块建立传动系统的仿真模型,通过取不同的齿数比获得了传动机构的在不同齿数下的仿真曲线。

1 进给传动机构的建模和仿真 图1.1所示为机床进给传动链，伺服电动机通过二级减速齿轮及丝杠螺母驱 动工作台。这种传动链常用于工作台的位置伺服控制系统中。为研究机床工作台的定位精度和机床的加工精度，必须建立机床进给传动链的数学模型，以了解其动态性能对加工精度的影响。 图1.1 机床进给传动链 图中，1J 、2J 、3J 分别为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ轴上的转动惯量；1B 、2B 、3B 分别为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ轴上的粘性阻尼系数；1K 、2K 、3K 分别为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ轴上的刚度系数；m 为工作台等移动部件的质量；m B 为工作台移动时的粘性阻尼系数；m K 为丝杠螺母副的刚度系数；T 为作用转矩。 下面推导以伺服电动机的转角()t i θ为输入量，工作台的位移()t x 0为输出量时该进给传动链的传递函数。为了推导其传递函数，首先可将其抽象为图1.1所示的一个简单的动力学系统模型，抽象的过程就是质量、惯量、粘性阻尼系数、刚度系数等的折算过程[5-7]。 当负载为零时，I 轴的转矩平衡方程式为 ()()()022=-++i m m m K dt t d B dt t d J θθθθ (1.1) 式中 i θ ——伺服电动机输入至I 轴的转角；m θ ——工作台位移折算到I 轴上的等效当量转角，且为