利用建模工具Catia、3ds Max和游戏引擎Unity3D,以层次化、模块化和面向对象的设计思路,搭建了虚拟装配实验的整体架构,开发出喷油泵虚拟装配实验。该虚拟实验可以完成喷油泵内部结构的认知、喷油泵供油过程的动画展示、喷油泵的组装和拆卸,以及学习测试,满足大规模实验教学需求,提升了实验教学效率,推动了汽车构造实验课程的教学改革与创新。 教师理论讲解、拆装演示及学生分组实验，但因汽车零部件数量多，在规定的时间内，学生难以掌握正确的拆装顺序与要点［９－１０］。２虚拟装配实验整体架构和开发流程２．１整体架构区别于传统的实验教学模式，虚拟装配实验采用“教、学、练”［１１］相结合方式。以喷油泵模型为载体，通过鼠标和键盘进行人机交互，真实地展现装配操作时的真实场景。虚拟装配实验整体架构分为元数据层、数据层、逻辑层和应用层（见图１）。图１整体架构图虚拟装配实验的元数据层定义了虚拟实验元数据体系的层次结构、内容类别与一致性关系（见图２）。数据层包括场景数据和业务数据。逻辑层主要规范业务逻辑，包括模型控制、相机控制、动作触发等代码编写。应用层针对用户提供具体应用服务，包括原理介绍、动画展示实验开发与教学应用-数控滚圆机滚弧机张家港倒角机液压滚圆机滚弧机折弯机、拆卸与组装、习题测试。２．２虚拟装配实验开发流程虚拟装配实验开发流程包括前期准备工作和交互模块开发（见图３）两部分。 本文由公司网站滚圆机网站采集转载中国知网资源整理!www.gunyuanji.name（１）在前期准备工作阶段，由开发人员与专业教师共同分析教学目标、课程内容、学习者特征，按照喷图２虚拟装配实验元数据油泵标准结构图，运用Ｃａｔｉａ软件建立分泵、泵体、驱动轴与输油泵三维模型，使用３ｄｓＭａｘ建立实验室和实验台等场景模型。利层表示子装配组合体。喷油泵装配体由分泵、泵体、驱动轴与输油泵组成，而它们又由多个组合体所组成，每个组合体由多个零件组成［１５］。虚拟装配模型的层次结构决定了模型命名和脚本开发中的变量定义。（２）零件几何模型：为了保证实验对象组件与真实的仪器设备形态上相似，使用３Ｄ扫描仪对喷油泵模型进行扫描，根据实物自身属性来设置材质与贴图，使用Ｃａｔｉａ建模，将各部分模型分别导出为Ｕｎｉｔｙ３Ｄ支持的．ｆｂｘ格式。图４虚拟装配层次结构图３．３界面控制３．３．１场景切换虚拟装配实验ＵＩ界面的风格体现学科特点和科技色彩，包括Ｌｏｇｏ、色彩、字体与布局等。界面布局采用分区结构，使用Ｕｎｉｔｙ３Ｄ内置的ＮＧＵＩ插件创建１个主界面和１２个二级界面（见图５），并且体现知识和艺术的统一［１６］。当ＵＩ界面开发完毕后，需为各个子场景添加跳转按钮及相应语句实现场景切换。场景切换分为２种：跳转到其他界面和系统关闭按钮实验开发与教学应用-数控滚圆机滚弧机张家港倒角机液压滚圆机滚弧机折弯机 本文由公司网站滚圆机网站采集转载中国知网资源整理!www.gunyuanji.name