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虛擬裝配技術論文范文第1篇

論文關鍵詞：虛擬現(xiàn)實,分層裝配,運動仿真,Quest3D

虛擬裝配作為虛擬制造技術[1-3]的重要組成部分，近年來得到了學術界和工業(yè)界的廣泛關注，并對敏捷制造、虛擬制造等先進制造模式的實施具有深遠影響。利用虛擬裝配，可以驗證裝配設計和操作的正確與否，以便及早的發(fā)現(xiàn)裝配中的問題。而通過虛擬運動仿真，可模擬產品運動狀態(tài)下運動設計精度的準確度。通過反饋信息可對模型進行修改，并通過可視化顯示裝配運動過程。運用該技術不但有利于并行工程的開展，而且還可以大大縮短產品開發(fā)周期，降低生產成本，提高產品在市場中的競爭力。虛擬裝配改善傳統(tǒng)以經驗為主、裝配滯后于加工設計的弊端。本文提出基于Quest3D的虛擬裝配及運動仿真的實現(xiàn)方法，依據零件的裝配分層關系實現(xiàn)序列拆裝，并給出虛擬裝配系統(tǒng)的設計方法和案例。

1 分層序列裝配模型

由于機械產品結構復雜，每個零部件之間都有嚴格的裝配關系[4-5]，無論是拆還是裝都需要按照設計的裝配結構來進行。本文采用層次化序列裝配模型，即將產品的整體結構按照其真實的裝配標準按層次劃分或分解為不同級別的能夠進行獨立裝配的裝配單元，形成并行裝配序列。通常產品的裝配單元可分為：零件、合件、組件、部件、機器五個等級的裝配體，裝配時，按照上述等級依次分解，上一級包含下一級子裝配體，下一級子裝配體又包含更下一級子裝配體直至最終不可分解的零件，其中每一級裝配體按照其裝配次序形成序列。層次化模型的優(yōu)點在于更清晰表達產品中零部件之間的層次關系，并可以用子裝配體表達一組功能上或物理結構上相關的零件集，可減少裝配分析的復雜性，簡化問題的求解過程。圖1 為分層序列裝配示意。

幾點說明：

（1）在裝配模型設計中，每一層裝配體都會存在基準件，按照裝配工藝要求將基準件設為該層序列的第一個裝配體，以保證滿足裝配標準和裝配精度；

（2）裝配單元的劃分依據具體機械產品的裝配要求，如果在某層子裝配體中如（部件層）出現(xiàn)單一零件時，該類零件則視為部件級零件，可以直接在相應層中進行裝配順序排序。

2 基于Quest3D的虛擬裝配系統(tǒng)設計

2.1 系統(tǒng)總體架構

本文的虛擬裝配系統(tǒng)分為兩個區(qū)，即場景區(qū)和功能區(qū)。場景區(qū)包括攝像機控制、3D模型導入和顯示、環(huán)境設置。其中，攝像機控制是根據用戶需求實現(xiàn)對模型及場景的瀏覽漫游功能如移動、旋轉和縮放等；3D模型導入和顯示則是基于原始模型實現(xiàn)數(shù)據轉化和表示，每個零件都具有位置、材料及貼圖信息屬性；環(huán)境設置包括場景布置、燈光設置以及UI設計。功能區(qū)由五個功能模塊組成，分別為：整體拆裝模塊、序列拆裝模塊；手工模擬拆裝模塊及運動仿真模塊。如圖2所示。

2.2 模型導入轉化及場景設置

通過UG NX三維建模，生成原始數(shù)據模型，應用Deep Exploration軟件將prt文件模型進行文件格式轉換為dae文件，中學英語論文然后導入到Quest3D中。Quest3D可對導入所有數(shù)字內容的進行設置和編制。由于機械產品結構復雜，所包含零件繁多，Dae初始模型是分成若干個可裝配的零部件，需要通過程序定義其在場景中的世界坐標及彼此位置關系，用3D render場景模塊把它們組合在一起并顯示。

為了能更好控制每個零部件裝配運動狀態(tài)，在Quest3D中可添加Motion模塊作為每個可裝配零部件的運動屬性[6]，如圖3所示。為保證零件裝配運動速度可調節(jié)性，Quest3D 提供阻尼模塊參數(shù)Damping value，將其與運動方向建立聯(lián)系。在拆或裝時候，阻尼參數(shù)發(fā)揮作用，Damping 值增加時，阻尼增大，零件裝配運動減慢，反之亦然。

場景設置主要包括光照、攝影機設置、貼圖、材料、紋理等效果制作。光照采用平行光源和點光源從攝像機的投射方向給予模型物體較好的立體視覺效果，增強用戶的沉浸感和系統(tǒng)的交互性。攝影機是用于確定觀察者位置和投射方向以及與物體相對空間視窗的對應關系。系統(tǒng)采用物體注視攝像機（Object Inspection Camera）作為場景的交互窗口，通過調節(jié)攝像機的Position Vector，Camera Matrix和Camera Target模塊參數(shù)，設定攝像機的位置、縮放的范圍等，用戶即可利用三維鼠標就可以對三維場景中所有物體進行瀏覽操作。圖4為三維模型導入效果圖中，（a）為一個二級減速器，（b）為車床主軸箱。

2.3 裝配及運動設計

Quest3D中的三維模型中各個裝配體依據裝配單元建立層級鏈表，即確定拆裝過程的序列。每個裝配體都具有Motion模塊屬性，包括postion Vector（位置）、Rotation Vector（旋轉）和Size Vector（縮放），拆裝的原理是根據裝配序列依次對裝配體的各個矩陣中參數(shù)的進行改變設置，從而實現(xiàn)裝配體的平移運動和旋轉運動，以達到零部件裝配效果。

虛擬裝配過程分為整體拆裝、順序拆裝及模擬手動拆裝方式。整體拆裝是對整個模型一次性實現(xiàn)拆分和裝配過程，體現(xiàn)“爆炸”效果；順序拆裝是按照裝配單元依次進行拆裝；模擬手動拆裝則是通過建立工具箱模塊，用戶可從工具箱中選擇合適工具模擬真實拆裝過程。無論以何種方式進行裝配，拆裝模塊作為獨立模塊可進行重復調用，表1為拆裝模塊中相關設置參數(shù)表示。

系統(tǒng)的UI模塊是用戶實現(xiàn)裝配操作的交互窗口，不同類型的機械產品可根據其復雜程度和操作方便性、人性化原則進行設計。本系統(tǒng)可用三維鼠標實現(xiàn)場景模型的移動、旋轉和縮放，同時設置菜單、按鈕、復選框等控件進行裝配過程的選擇、設置和操作。圖5是減速器（a）和車床主軸箱（b）虛擬拆裝圖示，圖6為CA6140車床的18級變速虛擬傳動示意圖。

3 結論

本文提出了分層裝配思想應用Quest3D 引擎開發(fā)的虛擬裝配和運動仿真系統(tǒng)可用于不同類型的機械產品模型，通過建立虛擬場景、UI功能模型有效達到了用戶對于產品的交互操作，其虛擬裝配過程和運動仿真對于企業(yè)設計制造及高校實踐教學提供了較好的虛擬現(xiàn)實平臺。

【參考文獻】

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虛擬裝配技術論文范文第2篇

關鍵詞：破碎錘的組成；工作裝置傳統(tǒng)設計方法；CAX及軟件；多體動力學理論

一、 液壓破碎錘概述

. 液壓破碎錘及其組成

車載液壓破碎錘可以高效地完成碎石、拆除、公路修補、凍土挖掘、二次破碎等艱苦工作，歐洲和美國的各種車載破碎錘紛紛面世，如Atlas Copco、Rammer、Montabert、Indeco等。.80年代，韓國的破碎錘也繼日本之后有了長足的進步，1986年韓國水山重工推出了液壓破碎錘，韓國相繼出現(xiàn)了很多品牌。

破碎錘的沖擊能量的來源還是由以下3種方式提供：第一種由液壓油提供，例如Rammer和Montabert；第二種由氣壓提供，例如日本的破碎錘；第三種也是效果最好的，由液壓、氣壓混合提供，一般液壓占25％、氣壓占75％，如Atlas Copco公司設計、生產的破碎錘。但所有的破碎錘活塞回到原位的力完全是由液壓提供。目前液壓破碎錘已經被廣泛應用于公路再建、市政拆除、礦山、采石、隧道、水下作業(yè)等工程建設領域。

..本文所研究的液壓破碎錘是在單斗反鏟型液壓挖掘機上改裝的，將液壓挖掘機上的鏟斗改裝成液壓錘。因此總體結構包括動力裝置、工作裝置、回轉機構、操縱機構、傳動系統(tǒng)、行走機構和輔助設備等。常用的全回轉式液壓挖掘機的動力裝置、傳動系統(tǒng)的主要部分、回轉機構、輔助設備和駕駛室等都安裝在可回轉的平臺上，通常稱為上部轉臺。因此又可將液壓破碎錘概括成工作裝置、上部轉臺和行走機構等三部分。.

二、工作裝置設計方法

1． 工作裝置傳統(tǒng)設計方法

我國工程機械發(fā)展與國外相比相對較晚、較慢，技術水平整體較低。工作裝置的傳統(tǒng)設計方法在設計歷史中起到了主要作用。對于工作裝置的設計方面國內外研究的情況大致是：

(1) 圖解設計法；(2) 基于平移性的作圖法；(3)解析法；(4) 綜合圖解設計法；(5) 優(yōu)化設計方法，以上設計方法基本上遵循一般連桿機構的位置綜合原則，側重考慮工作裝置的平移性。對它的工作裝置伸縮性與平移性，平移性與自動放平性，動力性與自動放平性之間的矛盾關系未能綜合分析，只是滿足單個性能的要求，無法達到全局最優(yōu)?？傊?，這些方法都是基于二維平面上進行的。對于工作裝置干涉問題、運動學、動力學等問題不可能很好的解決，也不可能直觀的表現(xiàn)出來。

近年來隨著計算機技術的發(fā)展，在工作裝置設計上出現(xiàn)了基于虛擬樣機技術的工作裝置設計。例如吉林工業(yè)大學、大連理工大學和洛陽拖拉機廠等利用虛擬樣機技術不但研究了工作裝置的運動學、動力學特性，而且對其進行了優(yōu)化設計，但是它們不是對模型進行了大量的簡化，就是只局限于對剛體情況下工作裝置虛擬樣機的研究。

本論文是在全面分析液壓破碎錘工作裝置的基礎上，建立工作裝置的虛擬樣機模型，在虛擬環(huán)境下模擬物理樣機的運動狀況，快速分析各種設計方案，進行輔助設計、參數(shù)化設計和優(yōu)化設計，幫助設計人員完成以前需經數(shù)次物理樣機才能完成的實驗研究。

2． CAX技術及其軟件

由文獻可知，CAX技術是虛擬樣機技術的基礎技術平臺。一般意義的CAX技術主要指CAD、CAPP、CAM、CAE、CAQ等，限于篇幅，本文主要闡述CAD/CAE技術及其軟件。

目前，工程設計中常用的CAD軟件有二維和三維軟件之分。其中三維造型軟件比較知名的有Pro/ENGINEER，UG，Solid works，I-DEAS，CATIA，CIMATRON等。各個三維CAD軟件當前的最新版本是Pro/ENGINEER wildfire2.0，UG NX4.0，Solid works 2006，I-DEAS NX V11，CATIA V5，CIMATRON E6.0等等。

本文將采用Pro/ENGINEER wildfire軟件完成液壓破碎錘工作裝置的建模與裝配，建立工作裝置的虛擬樣機并進行不同作業(yè)工況下的動態(tài)模擬。

所謂CAE即Computer Aided Engineering（計算機輔助工程）是指工程設計中的分析計算與分析仿真，具體包括工程數(shù)值分析、結構與過程優(yōu)化設計、強度與壽命評估、運動及動力學仿真。工程數(shù)值分析用來分析確定產品的性能；結構與過程優(yōu)化設計用來保證產品功能、工藝過程的基礎上，使產品、工藝過程的性能最優(yōu)；結構強度與壽命評估用來評估產品的精度設計是否可行，可靠性如何以及使用壽命為多少；運動及動力學仿真用來對CAD建模完成的虛擬樣機進行運動學仿真和動力學仿真。從過程化、實用化技術發(fā)展的角度看，CAE的核心技術為有限元技術與虛擬樣機的運動及動力學仿真技術。

目前工程實際中應用較多的CAE軟件有ANSYS、MATLAB、ADAMS、ALGOR等。各個軟件的最新版本是ANSYS 8.0、MATLAB 8.5、ADAMS 2005、ALGOR V17等。

本文采用MSC.ADAMS軟件進行液壓破碎錘工作裝置虛擬樣機的仿真研究。

3． 多體動力學理論

多體系統(tǒng)動力學包括多剛體動力學和多柔體系統(tǒng)動力學，是研究多體系統(tǒng)（一般由若干柔性和剛性物體相互連接所組成）運動規(guī)律的科學[17]。

多體系統(tǒng)動力學的核心問題是建模和求解問題，其系統(tǒng)研究開始于20世紀60年代。從60年代到80年代，側重于多剛體系統(tǒng)的研究，主要是研究多剛體系統(tǒng)的自動建模和數(shù)值求解；到了80年代中期，多剛體系統(tǒng)動力學的研究已經取得一系列成果，尤其是建模理論趨于成熟，但更穩(wěn)定、更有效的數(shù)值求解方法仍然是研究的熱點；80年代之后，多體系統(tǒng)動力學的研究更偏重于多柔體系統(tǒng)動力學，這個領域也正式被稱為計算多體系統(tǒng)動力學，它至今仍然是力學研究中最有活力的分支之一，但已經遠遠地超過一般力學的涵義。多體系統(tǒng)動力學的根本目的是應用計算機技術進行復雜機械系統(tǒng)的動力學分析與仿真。

三、 液壓破碎錘工作裝置的研究體系

1． 液壓破碎錘工作裝置虛擬樣機的構建流程

本文液壓破碎錘工作裝置虛擬樣機的建立主導思想是：根據液壓破碎錘工作裝置的試制圖紙，在Pro/ENGINEER中進行三維實體建模，通過虛擬裝配，建立工作裝置的三維模型，然后添加適當?shù)募s束以及驅動，使之成為一個虛擬機構。其構建流程如圖2-1所示。

圖2-1虛擬樣機的構建流程

2． 液壓破碎錘工作裝置的研究體系

通過查閱相關文獻，基于以設計為中心的先進制造技術理論，可以得到，液壓破碎錘工作裝置的虛擬樣機研究是一個龐大的系統(tǒng)工程。本文的研究內容―液壓破碎錘工作裝置的虛擬樣機研究只是其中的一部分，只涉及到了工作裝置的運動學分析、動力學分析、結構分析的前處理以及工作裝置虛擬裝配的部分內容。

虛擬裝配技術論文范文第3篇

關鍵詞：機械設計，CAD技術，應用，發(fā)展趨勢

 

〔正文〕

機械設計是機械類各專業(yè)的專業(yè)基礎課。同時，該課程也是工科類專業(yè)的基礎必修課。本課程在教學內容方面，著重基本知識、基本理論和基本方法，在培養(yǎng)實踐能力方面，著重設計構思和設計技能的基本訓練。在本課程學習中，綜合運用先修課程中所學的有關知識和技能，結合各種教學實踐環(huán)節(jié)及課程設計的基本鍛煉，為順利地過渡到學習有關專業(yè)課程及進行專業(yè)畢業(yè)設計打下良好的基礎。

機械設計課程設計是機械類專業(yè)和近機類專業(yè)學生在學完機械設計及同類課程以后所設置的一個重要的教學實踐環(huán)節(jié)，也是學生第一次較全面、規(guī)范地進行設計訓練機械設計教學的一個重要實踐環(huán)節(jié)。其主要目的是培養(yǎng)學生的理論聯(lián)系實際的設計能力，訓練學生綜合運用機械設計課程和其他先修課程的基礎理論并結合生產實際進行分析和解決工程實際問題的能力，鞏固、深化和擴展學生有關機械設計方面的知識；通過對通用機械傳動或簡單機械的設計，使學生掌握一般機械設計的程序和方法，樹立正確的工程設計思想，培養(yǎng)獨立、全面、科學的工程設計能力等；在課程設計實踐中，對學生進行設計基本技能的訓練，培養(yǎng)學生查閱和使用標準、規(guī)范、手冊、圖冊及相關技術資料的能力以及計算、繪圖、數(shù)據處理和計算機輔助設計等方面的能力等。

基于以上認識，結合近年我校機械設計課程體系、課程內容以及立體化教學模式的改革和重點課程建設，在學生機械設計課程設計和畢業(yè)設計實踐中，主要從機械設計課程設計的設計方法和手段的改進等方面進行了大膽的改革與實踐，逐步實施了從手工繪圖到二維AUTOCAD的應用最終到三維 CAD的過渡，在提高學生的設計能力和綜合素質方面得到了較好的效果。

一. 機械設計實踐的現(xiàn)狀

幾個世紀以來，人們用手工繪圖來表達自己的設計理念。圖紙作為工程師的語言，為工程設計技術人員之間進行有效的交流帶來極大方便。然而，隨著科學技術的發(fā)展，特別是計算機技術的廣泛應用，手工繪圖已不能滿足機械設計的要求?，F(xiàn)在，機械設計手段從20世紀70年代的手工繪圖轉向計算機繪圖，大大提高了繪圖效率和繪圖質量。

目前，CAD技術主要以二維繪圖軟件AUTOCAD為代表，在機械設計實踐中只是教會學生操作和繪制簡單的零件圖，而用AUTOCAD繪制裝配圖以及進行有關的工程分析是非常不便的且很難實現(xiàn)。為此，為了能夠方便地繪制裝配圖，在機械設計實踐教學和畢業(yè)設計中逐步地采用了CAXA電子圖版、開目CAD等二維繪圖軟件作為繪圖工具，輔助完成零部件設計。 當前，我國制造業(yè)已全面完成甩圖板工程，二維CAD技術的普及結束了手工繪圖的歷史，對減輕人工勞動強度，提高經濟效益起到了很明顯的作用。隨著技術的發(fā)展，CAD技術正從二維CAD向三維CAD過渡，有相當一部分CAD應用較早的企業(yè)已完成了從二維CAD向三維CAD轉換，并取得了巨大的經濟效益和社會效益。企業(yè)需要掌握三維CAD技術的專業(yè)人才，掌握三維CAD技術已成為工科院校畢業(yè)生最基本的要求。因此，在機械設計實踐教學中采用三維 CAD技術，已成為我們現(xiàn)在機械設計實踐教學改革的重要內容和亟待解決的問題。

二. 三維CAD關鍵技術

三維CAD造型技術也稱建模技術，它是CAD技術的核心。從20世紀60年代至今，三維建模技術的發(fā)展經歷了線框建模、曲面建模、實體建模、特征建模、參數(shù)化建模、變量化建模，以及當今正在研究的產品集成建模、行為建模等發(fā)展過程。三維CAD以三維造型設計為基礎，只要形成了三維模型，各種二維視圖唾手可得。三維CAD技術在產品的三維造型、虛擬裝配、工程圖生成、動態(tài)干涉檢驗、機構運動分析和動態(tài)仿真、有限元分析等方面帶來了革命性得突破，提高了設計效率和設計質量。三維設計的真正意義不僅僅在于設計模型本身，而是設計出模型的后處理工作。

三維CAD技術主要包括以下內容：三維造型/三維設計、計算機輔助工程分析、機構運動分析/仿真、裝配干涉檢驗、三維轉二維、圖樣檔案管理等?？萍颊撐?。科技論文。利用這種全過程的三維CAD系統(tǒng)完成設計以后，不僅使設計對象的幾何形狀和性能滿足要求，而且使各方面的指標（強度、剛度、重量和成本等）都達到最佳狀態(tài)，這是計算機輔助設計和輔助工程分析的根本目的。三維CAD符合設計者的思維習慣，可以充分發(fā)揮設計者創(chuàng)造力和想象力。三維 CAD技術不僅解決了產品設計和工程圖繪制的問題，更重要的是利用三維CAD技術實現(xiàn)產品的虛擬設計、運動仿真和優(yōu)化設計，所生產的三維零件可以直接與CAE/CAM/CAPP等CIMS技術進行數(shù)據交換和銜接，是將來實現(xiàn)無圖樣生產的關鍵技術之一，是實現(xiàn)虛擬制造的重要手段。掌握三維CAD技術的使用，已經逐步同使用計算機進行文字處理一樣，成為產品開發(fā)、設計人員的一種基本技能。

三、CAD技術的發(fā)展趨勢

隨著計算機性能的提高，網絡通訊的普及化、信息處理的智能化，CAD三維技術正向規(guī)范化、智能化、集成化的方向發(fā)展。

1. 規(guī)范化。ス娣痘(標準化)的趨勢體現(xiàn)在幾個方面：數(shù)據模型的規(guī)范化(標準化)、數(shù)據交換格式的標準化和CAD資源的規(guī)范化等。數(shù)據模型應采用STEP標準體系。隨著STEP標準體系的逐步完善，它對于幾何數(shù)據、工程數(shù)據模型的思想將作為新一代CAD系統(tǒng)的開發(fā)指南?？恳郧暗囊恍藴式涌谝呀洘o法完全滿足CAD數(shù)據交換的要求。目前，參數(shù)化特征模型的傳輸還是一個世界難題，在STEP標準基礎上，相信這一點能有所突破。

2.智能化。ヌ卣髟煨禿筒問設計的采用即是智能化方面的進步。軟件不僅僅是提供一些繪制的工具由人們去使用，也不再將占線面數(shù)據存儲在一起，而忽略其內在聯(lián)系。特征和參數(shù)的引入使得軟件似乎成為人類(用戶)一個更聰明的助手?？萍颊撐摹AD軟件應該更大限度地將工程數(shù)據概念集成到數(shù)據模型中，例如目前，CAD軟件的特征模型主要是解決零件幾何造型的問題，而對于后續(xù)分析、CAPP和加工的需要還考慮得不夠。

3.集成化。ゼ成化是當今CAD技術發(fā)展的又一大趨勢。CAD技術不是孤立的。首先，它集成了計算機軟硬件、數(shù)據庫、外圍設備、圖形學、網絡及各個應用領域的技術。同時，它又不斷和CAM(計算機輔助制造)、CAPP(計算機輔助工藝流程規(guī)劃)、MIS（管理信息系統(tǒng))、PDM(產品數(shù)據管理)以及MRP(制造資源管理)等系統(tǒng)相集成。由于Internet的發(fā)展，使得這些設想得以實現(xiàn)。如何構造在Internet體系上的CAD/CAM集成化系統(tǒng)將會是人們追蹤的熱點。特別是在全球經濟一體化的背景下，并行工程、異地設計制造等概念的發(fā)展和應用，基于網絡、基于WEB的協(xié)同設計制造系統(tǒng)大受青睞。現(xiàn)在已有一些標準，如解決異構系統(tǒng)平臺的XML和XML-3D，以及解決三維圖形、圖像在互聯(lián)網上傳輸共享的VRML標準相繼出臺，已經為我們在互聯(lián)網的構架下，建立協(xié)同設計和協(xié)同工作的環(huán)境打下了基礎。

參考文獻

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虛擬裝配技術論文范文第4篇

    論文摘要：本文以培養(yǎng)具有較強工程實際應用能力的人才為目標，構建了畫法幾何、工程制圖、計算機繪圖三部分內容融會貫通，徒手繪圖、儀器繪圖、計算機繪圖三種繪圖能力全面培養(yǎng)，機電產品、工程項目、軟件系統(tǒng)三種對象協(xié)調應用的工程圖學課程教學內容體系。 

    工程圖學是工科學生最早接觸的技術基礎課程，它是一門將知識、實踐、素質和能力融為一體的綜合型課程，在培養(yǎng)學生的空間思維能力、提高學生的綜合素質和創(chuàng)新能力方面具有重要作用。教學要服務于人才培養(yǎng)目標的實現(xiàn)，地方本科院校主要為地方經濟建設和社會發(fā)展服務為前提，培養(yǎng)具有創(chuàng)新精神和實踐能力的高素質應用型人才。因此，構建工程圖學課程教學內容和體系，以適應較強工程實際應用能力的人才培養(yǎng)目標已是當務之急。 

一、 基于應用型人才培養(yǎng)的工程圖學教學目標 

為達到“厚基礎、寬口徑、重能力、高素質、強能力、具有創(chuàng)新精神”的應用型人才模式培養(yǎng)目標，使學校所培養(yǎng)的學生適應地方經濟發(fā)展和社會需要，不妨借鑒英國的機械類教育模式，即在教學中強調一個“用”字，一切以將來的實際應用為目標，對任何一門課程，都要求教師努力做到讓學生在學習了這門課程之后即可運用所學的知識解決生產中的某些實際問題，這就要求每門課程設定的目標較清晰，讓學生了解這門課程所學習的知識和培養(yǎng)的技能將來在社會工作中有何用途。為此，我們設定了如下明確的課程教學目標：一是熟練運用投影理論并遵照國家標準規(guī)定繪制和閱讀工程圖樣；二是具有工程圖學思維能力和工程圖學素質，包括形象思維能力、圖形表達能力、空間想象能力和嚴謹細致的工程素質；三是熟練運用某種cad軟件進行二維繪圖和三維構型設計。 

二、 構建符合人才培養(yǎng)目標的理論教學體系 

教學體系直接反映了教學目的和培養(yǎng)目標,是培養(yǎng)學生綜合素質和創(chuàng)新能力的核心環(huán)節(jié)。在教學過程中，我們把基本理論、創(chuàng)新能力、綜合素質的協(xié)調發(fā)展作為教學目標，在學時少的情況下，不過于強調知識的完整與系統(tǒng)，對教學體系進行了重新優(yōu)化和整合。 

（一） 畫法幾何部分強調基礎理論作用，淡化其難度 

畫法幾何是滿足工程設計的需要誕生的，它為工程和科學技術各個領域解決機械結構、空間幾何及工程設計等問題提供了可靠的理論依據及解決問題的有效手段，可提高學生的空間想象能力和邏輯思維能力。但是，長期以來畫法幾何占用了大量的教學時間，因此，在教學中，我們重點講清點、線、面和立體投影的基本理論，為學生學習工程制圖打下基礎，不強調畫法幾何的深度和廣度，對于圖解法、在三維建模時自動生成的截交線和相貫等比較抽象、難度較大的部分適當刪減，剩余內容留作自學，學生可以根據自己的掌握情況選擇取舍，教師可以給予相應的指導，做到因材施教。 

（二） 工程制圖部分重在工程實踐和實際應用 

工程制圖的基本目的是培養(yǎng)學生利用二維圖形表達三維形體的能力、閱讀和繪制工程圖樣的能力。這是一個從“畫法幾何”理論到“工程圖樣”應用實踐的跨越過程，而工程制圖的實質內容就是零件圖、裝配圖兩大部分，教材中各章節(jié)都應該圍繞這兩個部分展開。授課時，首先采用現(xiàn)場教學的方式，在實驗室和實訓中心，甚至帶學生到校外實習基地，讓學生直接感受、觀察、裝拆、測繪或模擬工程安裝，使學生對零件圖、裝配圖的實用性這一特點有一個清楚的認識。 

關于零件圖部分，主要通過多個實例的講解，把重點放在機件的表達方法、表面粗糙度、公差與配合等主要內容的實際應用上，對于尺寸標注和和專業(yè)課程密切相關，在此只是復習組合體尺寸標注部分，適當介紹一些常見工藝結構如鑄造圓角、退刀槽等的標注方法。技術要求部分則重點介紹書寫格式及其在圖樣上的標注方法，對有關符號的含意和選用只作簡介，由學生自學。 

關于裝配圖，在圖形表達部分，重點介紹裝配圖表達方法的特點，即規(guī)定畫法和特殊表達方法。尺寸標注重點講解裝配圖中必要尺寸與零件圖中完整尺寸標注的不同，通過舉例說明性能尺寸、安裝尺寸及裝配尺寸等，使學生了解其標注的重要性，在后續(xù)課程學習和應用中引起重視。技術要求中配合符號在裝配圖中的標注及其與零件圖的關系要向學生講清楚，其余留待學生自學和后續(xù)課程講解。讓學生明確標題欄中的名稱對看裝配圖的重要性以及明細表中零件的名稱及材料對看圖和拆圖的重要性。 

（三） 加強利用cad軟件進行三維構型的教學 

在制造業(yè)中，設計人員在設計過程中實際是先在大腦中形成空間形體模型，然后運用投影法進行表達，畫出平面圖樣，而生產技術人員首先閱讀工程圖樣，然后通過空間想象，把圖樣中的內容轉化到空間去，構建出三維形體后再按尺寸和技術要求進行加工生產，因此，在設計制造過程中，三維構形貫穿始終。但根據我國目前機械裝備現(xiàn)狀，采用三維實體建模設計的企業(yè)絕大部分還只在產品的設計、研發(fā)、分析等環(huán)節(jié)采用三維技術，而最終的生產制造環(huán)節(jié)還要將其轉換為二維圖樣進行生產，從我國制造業(yè)發(fā)展縱向分析，工程形體的三維造型表達完全取代二維圖樣還需要一個過程，因此，在教學中要做到制圖基礎與實體構形相結合，零件圖繪制與零件實體造型相結合，裝配圖繪制與虛擬裝配相結合，常用零件的畫法與相應零件的實體模型相結合，三維造型設計與制造、分析相結合。 

三、 構建符合人才培養(yǎng)目標的實踐教學體系 

工程圖學是一門實踐性很強的技術基礎課,只有通過實踐,讓學生盡快將圖學知識轉化為圖學能力，學生的創(chuàng)新素質和應用能力才能得到提升，因此，我們構筑的實踐教學體系主要有以下幾方面： 

（一） 徒手繪圖、儀器繪圖、計算機繪圖基本技能訓練 

在儀器測繪、討論設計方案、技術交流、現(xiàn)場參觀時，受現(xiàn)場條件或時間的限制，經常繪制草圖，草圖對于捕捉設計靈感，現(xiàn)場記錄，加速新產品的設計、開發(fā)，幫助技術人員組織、形成和拓展思路非常有用。儀器繪圖既是工程技術人員的必備基本技能，又是學習和鞏固圖學理論知識不可缺少的方法，在計算機繪圖技術廣泛應用的今天，仍然必不可少。因此，在教學中，徒手繪圖、儀器繪圖和計算機繪圖一樣作為基礎平臺，貫穿在教學的全過程。 

（二） 部件測繪動手環(huán)節(jié) 

在部件測繪動手環(huán)節(jié)中，學生通過測繪方法的確定、尺寸數(shù)據的獲取及處理、公差與配合、工量具的正確使用、裝配圖的表達方案的最優(yōu)選擇等內容，增強工程意識，理論與實踐相結合，為提高學生的圖學能力和工程應用能力打下了基礎。 

（三） 三維構形設計 

三維構形設計就是在給出一定約束條件的前提下，讓學生通過自己的想象、分析，構思三維形體，自主進行組合體、零件和裝配體的設計以及計算機輔助造型等一系列設計，采取自由創(chuàng)作和發(fā)現(xiàn)、收集、分析、比較案例的實踐方式，培養(yǎng)創(chuàng)新設計能力，從而促進學生圖學素質和創(chuàng)新素質的提升。 

綜上所述，培養(yǎng)工程應用型人才應強調學用結合，在工程圖學教學中應重點突出“學以致用”，而不是主要強調知識的完整性和系統(tǒng)性。筆者面向企業(yè)應用與技術創(chuàng)新，推動工程圖學教育改革，使畫法幾何、工程制圖、計算機繪圖三部分內容融會貫通，徒手繪圖、儀器繪圖、計算機繪圖三種繪圖能力全面培養(yǎng)，機電產品、工程項目、軟件系統(tǒng)三種形態(tài)對象協(xié)調應用，加強測繪和設計環(huán)節(jié)教學，并且在教學中注重充分發(fā)揮教師的主導作用和學生的主體作用，采用啟發(fā)式、討論式、案例式等教學方法，為學生圖學能力的提高和勝任相關工作奠定了良好的基礎。 

 

參考文獻： 

［1］王蘭美.機械制圖［m］.北京：高等教育出版社，2003 

虛擬裝配技術論文范文第5篇

關鍵詞：情境；教學方法；汽車檢測

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2014）37-0060-02

汽車檢測技術課程是交通運輸、汽車檢測與維修等汽車類主打專業(yè)的一門主干課程，是一門實踐性、綜合運用性很強的課程。從內容上看，該課程既要求學生掌握原理、結構，還要求學生掌握檢測的操作流程以及進行檢測結果的分析診斷。傳統(tǒng)的課堂教學方法是以教師為主體，教師用一本教材、一份教案給學生講授檢測基礎理論、檢測方法以及故障診斷的基本知識，這種“填鴨式”教學方法只是對教材內容的復述，不利于激發(fā)學生的學習興趣，不利于幫助學生樹立正確的學習觀，尤其是不利于培養(yǎng)學生的分析問題和解決問題的能力，教學效果很不理想。目前，也有學者提出了一些關于該課程教學方法的改革方案，如：理實一體化教學、情境化教學方法。但這些研究均針對職業(yè)教育，均是以就業(yè)為導向的教學方法。汽車檢測技術是一門綜合性較強的學科，采用單一的教學方法很難滿足以綜合性人才培養(yǎng)為目標的大學本科對該課程的教學要求，因此需建立起該課程多教學方法的綜合優(yōu)化體系。針對汽車檢測技術課程的特點，本文提出將情境教學法引入汽車檢測技術課程多方法教學體系的思路。

一、汽車檢測技術課程教學方法選擇分析

大學的教學方法分類繁多，工科課程常見的有講授教學法（講課法）、演示法教學法、實驗實習教學法、情境教學法以及課題研究教學法等。鑒于每種教學方法都有其不同的功能和特點，教師有必要了解它們的作用、運用范圍、運用條件、優(yōu)點和缺點。只有多樣化的教學方法才能適應不同的教學內容、教學目標、師生特點、教學環(huán)境與設備以及教學時間等，才能順利實現(xiàn)教學目標，完成教學任務。

在汽車檢測技術課程教學過程中，課程理論知識包括檢測診斷的基礎知識、檢測原理以及各種檢測設備的工作原理等內容。鑒于這些理論知識的教學主要在于理解記憶，通常講授教學法更為合適；對于一些較為復雜的工作原理，如車輪定位的檢測原理、汽車側滑的檢測原理等則可以采用多媒體動畫輔助講授教學法；針對要求學生掌握檢測儀器的基本構造的教學，若采用傳統(tǒng)的講授法，學生對這些抽象的檢測儀器構造很難掌握。采用演示教學法則能將學生感官上認識與教師的講解相結合，有效提高教學效果；對于一些簡單的檢測設備，如氣缸壓力表、閃光正時檢測儀等，則可采用實物演示；對于一些較為復雜的檢測設備，如底盤測功機、前照燈檢測儀等，除了實物外觀演示以外，還必須充分利用現(xiàn)代多媒體教學方法，將其復雜的內部結構以生動的多媒體三維實物圖展示出來；檢測步驟及方法若采用傳統(tǒng)的講授法教學，內容枯燥乏味，很難激發(fā)學生的學習熱情。對于一些簡單的檢測步驟及方法，如發(fā)動機的檢測、電控系統(tǒng)的檢測以及底盤部件的檢測等，可以采用實驗法，教師一邊示范一邊講解，然后再換學生進行操作。而整車檢測方面，則可以通過實習的方式，讓學生進入綜合檢測站實習參觀，教師在現(xiàn)場對每一步驟進行針對性的講解；畢業(yè)論文是大學四年學習的總結性作業(yè)，也是汽車本科專業(yè)接受科研訓練的主要途徑。教師可以運用研究教學法，通過設置相應的與汽車檢測課程相關的論文題目，指導學生完成畢業(yè)論文，對所學知識進行鞏固加強。

二、情境教學法融入汽車檢測技術多方法課程教學

情境教學最初由Brown在1989年提出，是一種運用具體生動的場景，以激起學生主動的學習興趣、提高學習效率的一種教學方法。將情境教學法融入汽車檢測技術課程本科教學，最主要的是如何根據教學目標和要求創(chuàng)設該課程知識的情境，將汽車檢測技術課程知識與實際應用相結合，使學生知道所學知識在今后的工作和生活中是有價值的，從而激發(fā)學生學習的興趣。運用情境讓學生不斷地去感受、體驗和思考，使教學從教師強迫灌輸式轉換到學生自主探究的模式，培養(yǎng)學生自我學習的能力。汽車檢測技術是一門實踐性較強的學科，搭建情境教學平臺需要考慮到該課程的教學特點、教學目標及現(xiàn)有教學條件。

1.構建問題情境。問題情境是指教師有目的地、有意識地創(chuàng)設各種情境，促使學生去質疑問難、探索求解。在汽車檢測技術課程教學過程中，針對各種檢測原理和方法，可以通過構建問題情境讓學生去探求。例如針對發(fā)動機功率的檢測原理教學，可創(chuàng)建現(xiàn)實生活中針對兩臺不同發(fā)動機進行空載加速的場景，并提出為什么兩臺發(fā)動機進行相同的操作，其加速過程不一致這樣一個問題情境，讓學生在教師的組織下進入情境中，結合前期所學知識分析討論，通過質疑探究的方式，獲得無負荷測功的原理。

2.構建實物情境。大學本科汽車檢測技術課程的教學目的之一就是要求學生掌握檢測儀器的基本構造。對于這一教學目標，實物演示和教授法是主導教學方法。在教師講解的過程中，充分利用實物、模型、多媒體技術以及動畫等實物演示，能夠有效的增強學生對所學知識的理解能力。但這還是以教師主動、學生被動的灌輸式教學方法。在教學過程中，若能將這些實物放入一定的情境中，讓學生進入情境，是實物演示法的一個提升。如在講解底盤測功機這一復雜檢測設備的構造和工作原理時，教師可以先通過多媒體實物圖、運用多媒體動畫詳細講解其各組成部分的功用和結構特點，再設計一個虛擬裝配場景，讓學生在場景中研究這些部分如何裝配才能實現(xiàn)總體功能，使學生學習如臨其境。

3.構建應用情境。構建應用情境最為常見的方式就是角色扮演。在汽車檢測課程教學中運用角色扮演法是指老師根據不同的教學內容設計一定的角色，老師和學生假扮檢測人員、車主、故障分析人員等角色，運用前期所學的知識來分析問題，讓學生身臨其境去掌握知識。汽車檢測課程教學中有關檢測步驟和診斷分析的教學內容，則可以首先對檢測車輛設置一個不良技術狀況，如將一輛動力性不良的車輛進行車輛動力性能檢測，發(fā)現(xiàn)車輛動力性能不足，由教師扮演車主，學生扮演故障診斷人員。學生在詢問教師的同時，教師引導學生利用所學的有關汽車構造、汽車原理、發(fā)動機原理等方面的知識進行診斷，分析產生汽車動力性能不足的因素主要有哪些，并依次逐級分析，形成產生動力性能不足的故障樹。

將情境教學法應用于汽車檢測課程的教學，不僅能夠有效提高學生學習的積極性，更為重要的是，將課程內容有效融入現(xiàn)實生活中的情境，讓學生自我探究分析，既增強了學生的實踐能力，又能夠有效提升學生分析、解決問題以及自我學習的能力，符合本科教學的思想與要求。

參考文獻：

[1]丁繼斌.《汽車檢測與故障診斷技術》“理實一體”項目化教學模式的研究[J].當代職業(yè)教育，2011，（3）：41-43.

[2]鄭堯軍，馮勇，周勝利，等.《汽車檢測與診斷技術》課程實訓教學改革研究[J].科技創(chuàng)新導報，2011，（19）：196-203.