机械基础虚拟创新实验平台的研究与开发
发布时间：2021-10-26 11:14
为了解决传统实验教学设备的不足与实验受时间和空间限制等实际问题,基于Unity3D和MATLAB等,采用虚拟现实和增强现实技术,以现实实验为依据,开发了形象逼真、便于操作的机械基础虚拟实验平台。设计了虚拟创新实验平台中的减速器虚拟拆装和连杆机构创新设计两部分内容。减速器虚拟拆装实验采用三维建模工具Solid Works进行减速器各零部件的三维几何建模,将几何模型导入3DMax中,进行贴图、烘焙和材质渲染,将模型保存成FBX格式导入到Unity3D的资源文件夹Assets中。根据交互和运动控制的需求,构建虚拟模型的层次数据结构,对每个模型的父子关系进行设定。通过C#编程实现实验的具体操作。连杆机构创新设计主要包括两部分内容:一是按预定轨迹设计铰链四杆机构,二是按行程速比系数兼顾最佳传力性能设计曲柄摇杆机构。深入研究了标准位置铰链四杆机构连杆转角的傅里叶级数展开式与任意位置铰链四杆机构连杆曲线的傅里叶级数展开式,提出了一种优化维数低、运算快、吻合度高、与初值无关的曲柄摇杆机构轨迹综合设计新方法。推导出I、II型曲柄摇杆机构的各杆长关系、极位夹角θ的最大值、曲柄位置角φ的可行域、最小传动角γ...
【文章来源】：华北理工大学河北省
【文章页数】：69 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
结构图
着无数的物体，物体之间通过不同的层级关系一起组成一个复杂的物体。在判断一个物体是不是能够真切的反映出现实中的属性，关键问题在于这个物体上添加了哪些组件，组件（Compent）也就指的是项目中最小的可操作单位，其中脚本也是一种组件。物体上的若干组件决定了游戏对象的属性和他们的行为。Unity 工程项目的层级结构图如图 2（b）所示[23, 24]。
（a） 世界坐标系与局部坐标系 （b） 摄像机图 3 坐标系与摄像机Fig.3 Coordinate system and camera2.2.4 碰撞检测在虚拟环境的开发中，基本都会用到碰撞检测的技术，每一虚拟现实系统都有碰撞检测算法的存在。使用碰撞检测，可以防止物体互相穿过。在现在流行的游戏引擎中，常使用一种叫做碰撞盒（Collider）的功能。所谓碰撞盒，简单地说就是包围在物体的表面并使得可以用它来判断是否与其他物体的碰撞盒相互碰撞的轮廓体。碰撞盒在游戏运行过程中是不可见的。在 Unity3D 中，拥有两类重要的碰撞盒，一种为基本碰撞盒（Primitives），另一种是面片碰撞盒（Meshes）[28]。基本碰撞盒是一些简单的碰撞盒轮廓，包括了立方体（Boxes）、球体（Sphere），和胶囊体（Capsules）。面片碰撞盒是一种与物体外观相同或相似的碰撞盒，该种碰撞盒的形状和复杂度由被包围的物体形状
【参考文献】：
期刊论文
[1]平面五杆机构计时轨迹综合的代数求解[J]. 李学刚,魏世民,廖启征,张英. 北京邮电大学学报. 2017(01)
[2]基于Unity3D的桌面式虚拟维修训练系统[J]. 杨壹斌,李敏,解鸿文. 计算机应用. 2016(S2)
[3]基于Unity3d的铁路信号设备虚拟现实系统研究[J]. 王文润,王阳萍,雍玖. 铁道标准设计. 2016(08)
[4]基于Unity3d的麦克纳姆轮移动平台避障算法仿真[J]. 丁明华,李允旺,王勇. 中国科技论文. 2016(10)
[5]基于Mideva编译器的MATLAB与VC++混合编程技术[J]. 柴西林,姜丽德,冯凯. 微型机与应用. 2016(01)
[6]汽车运动控制三维虚拟实验系统研究[J]. 王文锋,王纪凯,邸立明,丁伟超. 计算机仿真. 2015(05)
[7]基于MEMS传感器和Unity3D的人体运动捕获系统[J]. 张衡,张泽宇. 图学学报. 2015(02)
[8]挖泥船抓斗机滚筒虚拟实验分析[J]. 徐赐军. 机械传动. 2015(03)
[9]曲柄摇杆机构的参数化图解法优化设计[J]. 曹茹. 中国农机化学报. 2015(01)
[10]创新虚拟实验教学模式培养自主学习能力[J]. 潘雪涛,邬华芝,蔡建文,张美凤,孟飞. 实验室研究与探索. 2014(11)
硕士论文
[1]柴油机振动抑制综合效能分析及软件开发[D]. 薛大江.中北大学 2017
[2]基于Unity3D的XXX特种车辆的虚拟培训系统的设计与实现[D]. 毕成.大连海事大学 2017
[3]基于Unity3D的汽车功能模拟与驾驶场景演示系统的设计和实现[D]. 张茜.东南大学 2016
[4]基于Unity3D虚拟现实技术的岳麓书院3D漫游设计[D]. 黄颖.湖南大学 2016
[5]高中化学虚拟实验教学设计与实践研究[D]. 曾露丹.贵州师范大学 2016
[6]虚拟实验在初中化学教学中的应用研究[D]. 张银艳.华中师范大学 2016
[7]基于Unity3D的凸轮机构虚拟实验平台的研究与应用[D]. 韩瑞凯.石家庄铁道大学 2015
[8]基于Unity3D的虚拟实验系统的设计[D]. 吴景.广东工业大学 2015
[9]基于Unity3D的液压传动虚拟仿真教学系统开发[D]. 栾飞.山东建筑大学 2015
[10]初中化学课程虚拟实验的教学设计与应用研究[D]. 于国树.云南师范大学 2014
本文编号：3459404
【文章来源】：华北理工大学河北省
【文章页数】：69 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
结构图
着无数的物体，物体之间通过不同的层级关系一起组成一个复杂的物体。在判断一个物体是不是能够真切的反映出现实中的属性，关键问题在于这个物体上添加了哪些组件，组件（Compent）也就指的是项目中最小的可操作单位，其中脚本也是一种组件。物体上的若干组件决定了游戏对象的属性和他们的行为。Unity 工程项目的层级结构图如图 2（b）所示[23, 24]。
（a） 世界坐标系与局部坐标系 （b） 摄像机图 3 坐标系与摄像机Fig.3 Coordinate system and camera2.2.4 碰撞检测在虚拟环境的开发中，基本都会用到碰撞检测的技术，每一虚拟现实系统都有碰撞检测算法的存在。使用碰撞检测，可以防止物体互相穿过。在现在流行的游戏引擎中，常使用一种叫做碰撞盒（Collider）的功能。所谓碰撞盒，简单地说就是包围在物体的表面并使得可以用它来判断是否与其他物体的碰撞盒相互碰撞的轮廓体。碰撞盒在游戏运行过程中是不可见的。在 Unity3D 中，拥有两类重要的碰撞盒，一种为基本碰撞盒（Primitives），另一种是面片碰撞盒（Meshes）[28]。基本碰撞盒是一些简单的碰撞盒轮廓，包括了立方体（Boxes）、球体（Sphere），和胶囊体（Capsules）。面片碰撞盒是一种与物体外观相同或相似的碰撞盒，该种碰撞盒的形状和复杂度由被包围的物体形状
【参考文献】：
期刊论文
[1]平面五杆机构计时轨迹综合的代数求解[J]. 李学刚,魏世民,廖启征,张英. 北京邮电大学学报. 2017(01)
[2]基于Unity3D的桌面式虚拟维修训练系统[J]. 杨壹斌,李敏,解鸿文. 计算机应用. 2016(S2)
[3]基于Unity3d的铁路信号设备虚拟现实系统研究[J]. 王文润,王阳萍,雍玖. 铁道标准设计. 2016(08)
[4]基于Unity3d的麦克纳姆轮移动平台避障算法仿真[J]. 丁明华,李允旺,王勇. 中国科技论文. 2016(10)
[5]基于Mideva编译器的MATLAB与VC++混合编程技术[J]. 柴西林,姜丽德,冯凯. 微型机与应用. 2016(01)
[6]汽车运动控制三维虚拟实验系统研究[J]. 王文锋,王纪凯,邸立明,丁伟超. 计算机仿真. 2015(05)
[7]基于MEMS传感器和Unity3D的人体运动捕获系统[J]. 张衡,张泽宇. 图学学报. 2015(02)
[8]挖泥船抓斗机滚筒虚拟实验分析[J]. 徐赐军. 机械传动. 2015(03)
[9]曲柄摇杆机构的参数化图解法优化设计[J]. 曹茹. 中国农机化学报. 2015(01)
[10]创新虚拟实验教学模式培养自主学习能力[J]. 潘雪涛,邬华芝,蔡建文,张美凤,孟飞. 实验室研究与探索. 2014(11)
硕士论文
[1]柴油机振动抑制综合效能分析及软件开发[D]. 薛大江.中北大学 2017
[2]基于Unity3D的XXX特种车辆的虚拟培训系统的设计与实现[D]. 毕成.大连海事大学 2017
[3]基于Unity3D的汽车功能模拟与驾驶场景演示系统的设计和实现[D]. 张茜.东南大学 2016
[4]基于Unity3D虚拟现实技术的岳麓书院3D漫游设计[D]. 黄颖.湖南大学 2016
[5]高中化学虚拟实验教学设计与实践研究[D]. 曾露丹.贵州师范大学 2016
[6]虚拟实验在初中化学教学中的应用研究[D]. 张银艳.华中师范大学 2016
[7]基于Unity3D的凸轮机构虚拟实验平台的研究与应用[D]. 韩瑞凯.石家庄铁道大学 2015
[8]基于Unity3D的虚拟实验系统的设计[D]. 吴景.广东工业大学 2015
[9]基于Unity3D的液压传动虚拟仿真教学系统开发[D]. 栾飞.山东建筑大学 2015
[10]初中化学课程虚拟实验的教学设计与应用研究[D]. 于国树.云南师范大学 2014
本文编号：3459404
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