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1、沈阳工程学院毕业设计（论文）开题报告机械设计虚拟实验平台的开发系 部：机械工程系专 业：机械设计制造及其自动化学生姓名：黄善兴指导教师：开题时间： 2012 年 3 月 1 日一、毕业设计(论文)课题的意义、国内外现状及发展趋势1. 背景分析随着计算机多媒体技术和网络通信技术的迅速发展，信息时代的学习、生活方 式都发生了重大变革。作为培养和提高学生动手实践能力、观察能力、分析问题和 解决问题能力等方面有着先天优势的实验教学是高校教育改革的关键问题之一。目 前，我国传统实验教学环节不足、实验资源不均衡，学生创新能力不足，虚拟实验 教学环境研究与建设有利于解决当前实验教学中存在的问题。在虚拟实验平
2、台中，学生既可以在虚拟实验台上动手操作，又可自主设计实验，有利于培养的操作 能力、分析诊断能力、设计能力和创新意识。学生更易获得相关的知识，科学的指 导和敏捷的反馈。虚拟实验平台是未来实验室建设的发展方向。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。2. 目的及意义由于教学资金投入有限，实验教学仪器相对落后，导致了实验教学内容陈旧，机械专 业先进的实验、实训设备价格昂贵，资金投入大。目前，实验系统的构建模式不善，实验
3、项目的开发受到影响，实验课仍停留在学生根据老师的讲解进行简单模仿的层面上，学生 动手和创新思维能力没有得到有效的训练和培养。另外实验对于时间和空的限制和要求， 实验教学模式比较单一和固定，这些都是高校实验教学中普在的问题。依据学院“依托行业，面向市场，工程教育，职业取向，打造品牌，人民满意”的办 学理念；适应我院“十二五规划”提出的要充分、有效利用现代信息技术，提高人才培养 质量与效益的要求；提出机械工程虚拟实验室建设，为教学科研服务，分期陆续建设和完 善实验室内容，最终实现完整的教学实训网络平台。虚拟实验环境的研究与实现，极大地降低了实验室建设成本，缓解了由于财政压力给 实验实训教学环节带来
4、的不利影响，有利于学生实践操作能力的培养，因此，虚拟实验教 学环境的研究也就具有了极大的经济效益和社会效益，从而引起了更多学者、专家的关注。3. 应用前景分析基于网络的虚拟实验室是对传统实验教学模式的革新，由于其显明的技术特点，十 分适合新世纪人才培养模式，在高校实验教学中具有广阔的应用前景。(1 )计算机网络的迅速普及为虚拟实验室的应用提供了有利的条件目前国内高校互联网技术的应用十分普遍，网络已经遍及到校园的每一个角落。学生既可以通过学 校的公用计算机也可以用自己的计算机在宿舍里很方便登陆互联网。便利的上网条件无疑 为高校虚拟实验室的应用和发展提供了极为有利的条件。(2 )比传统实验模式更有
5、利于挖掘实验教学的潜能虚拟实验室可以改善高等教育实验教学的教学环境，采用基于网络的虚拟技术，可较容易地增加具有高新技术的 实验，引导学生接触新知识、新技术，开发学生的智能，增强跨学科研究的意识。(3 )建立新型实验场所利用多媒体技术、仿真技术与虚拟技术相结合的方法，建 立有别于传统实验室的现代化实验基地。其仪器设备并不是传统的其功能是仪器厂商预先 定义好的仪器设备，可根据发展需要重新“生成”新的仪器设备，以使之能跟上教学 内容的不断更新，使实践操作训练能及时跟上测试技术的发展。这样，减少了仪器设备 经费的投人，解决了高校实验室经费不足的问题。(4 )可实现其最高效率，且能在不同的大学间实现资源
6、共享二课题预期目标及主要工作(设计思想、拟采用的方法及手段)1. 基于PRO/E的减速器三维建模；运用PRO/E三维建模软件将减速器建模，并将各 个零件尺寸形状确定，能保证仿真运动。2. 虚拟场景、设备的建模；运用3D MAX软件对场景和设备进行生动形象的建模和渲 染，达到逼真形象的目的。3. 基于V R-P的三维虚拟平台搭建；将减速器和虚拟场景进行搭建和融合。4. 动画制作，音效合成。运用相关软件进行动画制作和音效的合成和加入，对虚拟 实验平台进行调试和完善。三、预计设计过程中可能遇到的问题以及解决的方法和措施本次毕业设计需要用到包括机械三维建模、机械通用零件设计、公差配合、Pro/E、3D
7、MAX 及计算机辅助设计等相关知识，有些知识已经学过，但是由于自己当初研究不深入，并且 已经好长时间没有复习，变得很陌生；有些知识从来没有学过，需要自学，最困难的是得 学习一个从未接触过的软件，因为自己对电脑软件研发设计并不深入，再者所用软件学起 来比较费劲，这就更增加了设计的难度。但是我相信，在王老师的带领下，我一定会努力 克服重重困难，通过向各位老师和同学请教，在图书馆或者上网查阅所需资料，圆满完成 本次设计。第1-2周 第4-6周第5-7周第8-9周 第10-12周 第13-14周 第15-16周、进度安排查阅资料、写开题报告毕业实习基于PR0/E的减速器三维建模，虚拟场景、设备的建模；
8、熟悉并掌握3dmax。 各级传动参数如模数、齿数、螺旋角等的确定基于VRP的三维虚拟平台搭建；动画制作，音效合成。编写说明书、答辩五、参考文献1 Autodesk. Inventer Help Reference, http: / /download, autodesk, com/u s/ maya/ 2009help/ index, html.濮良贵.机械设计.高等教育出版社,2009.刘航，王积忠，王春水.虚拟校园三维仿真系统关键技术研究J 计算机工程与设计， 2007( 12):郑丹.网上虚拟实验教学模式研究与探讨J .高校实验室工作研究,2008( 3) : 60口62,2 Virto
9、ols 4. 0 Online Reference. http: / /w w w . virtools . com. cn/ about / 200705/ 215. html. 474.6 刘明昆.三维游戏设计师宝典Vi rtools开发工具篇M.成都：四川电子音像出版中 心, 2005.7 杨雪，阚宝朋，刘英杰.基于Virtools的大学物理网络三维虚拟实验的开发J.实验 技术与管理,2009, 26( 4) : 62D65.8 高红森，栗继祖.基于3D和VIRT OOLS的煤矿安全行为模拟J .太原理工大学学报, 2010( 1) : 106D109.9 史先焘.虚拟仿真技术在煤矿安全培训中的应用J.中国矿业2005( 9) : 79D80.10 吴立新.中国数字矿山进展J.地理信息世界,2008( 5) : 6口13.11 张建桃，伏永明基于虚拟现实技术的矿井规划与设计J.计算机时代,2005( 3) : 22-23.六、指导教师意见
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