[發明專利]一種液壓元件虛擬拆裝的方法

在審

• 申請號: 201811357546.7
• 申請日: 2018-11-15
• 公開（公告）號: CN109523854A
• 公開（公告）日: 2019-03-26
• 發明（設計）人: 張宏;王殿龍;關天元;張永策;劉建偉
• 申請（專利權）人: 大連理工大學
• 主分類號: G09B9/00
• 分類號: G09B9/00;G06F17/00
• 代理公司: 大連理工大學專利中心 21200
• 代理人: 李曉亮;潘迅

本發明提供了一種液壓元件虛擬拆裝以及原理演示的方法，屬于虛擬仿真實驗教學領域，包含液壓教學中常用的十二種液壓基本元件。首先需要了解清楚液壓元件的基本結構，并且將液壓元件的基本結構進行簡化和分組，在solidworks進行建模裝配，得出液壓元件的機械模型。再在3DMAX中對模型進行細化，并且對模型的材質以及貼圖進行處理。最后將模型導入unity3D中進行交互的設計以實現虛擬拆裝以及原理演示等功能。本發明基于unity3D平臺所提供的交互制作以及動畫展示功能，以達到讓每一個學生都能模擬動手拆卸裝配液壓元件，清晰的觀看液壓元件內部結構以及原理的效果。

技術領域

本發明屬于虛擬仿真實驗教學領域，涉及一種基于unity3D的液壓元件虛擬仿真拆裝的方法。

背景技術：

隨著信息技術的快速發展以及國家高等教育水平的不斷提高，工程學科的教學內容和教學方式都發生了巨大的變化。在這樣的發展背景下，傳統的工程實驗已經不能滿足高校學生對于自主實踐實驗的需求。隨著虛擬仿真實驗技術的成熟，人們開始認識到虛擬仿真實驗在教育領域的應用價值，它除了可以輔助高校的科研工作,在實驗教學方面也具有如利用率高,易維護等諸多優點。近年來,國內的許多高校都根據自身科研和教學的需求建立了一些虛擬仿真實驗。但是針對機械學科中液壓實驗教學的部分卻比較少。在液壓實驗中，液壓元件的拆裝是液壓實驗的重要部分，但是由于液壓元件的價格多數較為昂貴，并且真實的液壓元件由于裝配的精度以及裝配工具使用等問題，并不是所有液壓元件都適合學生進行動手拆裝。基于此，液壓元件虛擬拆裝實驗很好的填補了這部分內容。液壓元件虛擬拆裝實驗基于unity3D，結合移動端以及PC端，采用機械建模與unity3D交互相結合的方式，模型全部參照真實的液壓元件，能夠很好的向學生展示液壓元件的原理以及調動學生積極性，進行具有真實沉浸環境感的元件拆卸和裝配的互動式教學。

發明內容

為了滿足現代機械以及液壓領域教學的需要，清楚的向學生展示液壓元件的原理以及真實感拆卸和裝配過程，本發明提供了一種基于unity3D的液壓元件虛擬拆卸裝配以及原理演示的方法。本發明中包含液壓教學中常用的十二種液壓基本元件，其中包括溢流閥、液壓缸、液壓馬達、伺服閥、比例閥、齒輪泵、單作用葉片泵、雙作用葉片泵、斜盤式軸向柱塞泵、斜軸式軸向柱塞泵、徑向柱塞泵。

為了滿足上述需求，本發明所采用的技術方案是：

一種液壓元件虛擬拆裝的方法，基于unity3D的液壓元件虛擬拆卸裝配以及原理演示的方法，包括以下步驟：

第一步：了解元件結構，確定元件的機械模型

1.1)將整體元件拆分成各個零件，根據元件的內部組成，重點抽象出元件的主要零件以及孔道結構，對不必要的輔助零件和孔道結構進行適當省略，得到一個簡化的機械模型。

1.2)根據抽象出來的元件結構對主要零件進行分組，對每組的零件進行建模組裝后，然后將各組零件進行總體裝配得到整體元件的機械模型。

建模方法具體為：在solidworks中先利用草圖模式畫出主要零件的截面形狀，再利用拉伸、切除、掃掠、放樣等功能對零件的外形進行編輯，然后對零件進行命名保存。裝配時將零件按正確的裝配順序依次導入，利用重合、共線、同心等配合關系約束零件的位置，最后命名保存就得到簡化后的元件的機械模型。

第二步：在3DMAX中對模型進行細化，并貼圖美化處理

2.1)將solidworks中建立好的機械模型另存為3DMAX可以讀取的igs格式。將保存為igs格式的機械模型導入3DMAX中作為參考模型，在3DMAX中先創建基本體，比如長方體或圓柱體模型，然后轉換為可編輯多邊形，再根據參考模型對基本體模型進行加線、分段等操作做出與參考模型一致的模型形狀。再對得到的模型中的孔洞、螺紋等細節進行細化。