一种机械课程设计的虚拟实验系统技术方案

本发明专利技术提供了一种机械课程设计的虚拟实验系统，具有这样的特征，用于模拟零件进行仿真装配从而提高学生对机械结构设计的认识和运用，包括：多台学生侧设备；以及服务器，其中，学生侧设备包括：题库存储部；画面存储部，具有课程选择画面和课程设计操作画面；学生侧输入显示部，显示课程选择画面让学生选择需要进行的设计课程，显示课程设计操作画面让学生输入课程设计参数、绘制二维视图及输入说明书的文字内容；参数分析与计算部，计算得到零件尺寸；三维建模部，根据零件尺寸建立零件三维模型；模拟仿真部，对零件三维模型进行模拟仿真装配，得到三维装配体；以及学生侧通信部，将二维图纸、说明书和三维装配体发送给服务器让服务器进行存储。

【技术实现步骤摘要】
一种机械课程设计的虚拟实验系统
本专利技术涉及一种虚拟实验系统，具体涉及一种机械课程设计的虚拟实验系统。
技术介绍
机械结构课程设计是对本科学生专业设计能力的一个重要教学环节。传统的教学实验课主要依靠尺规绘制二维视图，以便提高学生对机械专业知识的理解和运用。但是，上述传统教学方法的周期较长，尺规绘制的二维视图不能使学生具象地了解所设计的结构，且过程中出现的错误往往不能及时地纠正，教学效果往往比较差，学生的设计兴趣很低。
技术实现思路
本专利技术是为了解决上述问题而进行的，目的在于提供一种机械课程设计的虚拟实验系统。本专利技术提供了一种机械课程设计的虚拟实验系统，具有这样的特征，用于模拟零件进行仿真装配从而提高学生对机械结构设计的认识和运用，包括：多台学生侧设备，分别由学生持有；以及服务器，与学生侧设备通信连接，其中，学生侧设备包括：题库存储部，存储有多种预设的课程设计项目；画面存储部，存储有课程选择画面以及课程设计操作画面；学生侧输入显示部，显示课程选择画面让学生选择需要进行的设计课程，进一步显示课程设计操作画面让学生输入课程设计参数、绘制二维视图及输入说明书的文字内容；参数分析与计算部，根据输入的课程设计参数进行分析和计算，从而得到相应的零件尺寸；三维建模部，根据零件尺寸建立零件三维模型；模拟仿真部，对零件三维模型进行模拟仿真装配，得到三维装配体；以及学生侧通信部，将二维图纸、说明书和三维装配体发送给服务器让服务器进行存储。在本专利技术提供的机械课程设计的虚拟实验系统中，还可以具有这样的特征：其中，学生侧设备还包括知识点提示部，知识点提示部包括：知识点存储单元，存储有多个知识点以及与该知识点对应的关键词；知识点识别单元，基于知识点存储单元存储的关键词，对学生在课程设计操作画面上的鼠标停留位置的知识点进行识别；以及知识点获取单元，根据知识点识别单元的识别结果从知识点存储单元获取对应的知识点，学生侧输入显示部将获取的知识点显示在课程设计操作画面上。在本专利技术提供的机械课程设计的虚拟实验系统中，还可以具有这样的特征，还包括：教师侧终端，与服务器通信连接，该教师侧终端包括：教师侧输入显示部，显示批阅画面让教师选择需要批阅的项目；以及教师侧通信部，根据教师的选择从服务器中获取对应的项目作业，教师侧输入显示部对获取到的二维图纸、说明书和三维装配体进行显示。在本专利技术提供的机械课程设计的虚拟实验系统中，还可以具有这样的特征，还包括：模板存储部，具有用于绘制二维视图的图纸模板及用于编辑说明书的文字内容的说明书模板。专利技术的作用与效果根据本专利技术所涉及的一种机械课程设计的虚拟实验系统，因为采用了学生侧设备，使得学生能够通过题库存储部选择课程设计项目，通过学生侧输入显示部输入课题设计参数，通过参数分析与计算部计算得到零件尺寸，通过三维建模部快速实现零件及装配体的三维建模，解决了传统课程设置费时费力的问题。另外，模拟仿真部使得学生能在高仿真度的三维环境中进行人机交互实验，对学生专业知识的理解、运用以及解决实际问题的能力起到了很好的培养作用。因此，本专利技术的机械课程设计的虚拟实验系统可以省去重复无用的步骤，缩短教学周期，提高设计效率，校验设计合理性，使学生对机械结构设计的整个流程有更直观、深刻的认识，更好地培养学生的设计兴趣，提高教学效果。附图说明图1是本专利技术的实施例中机械课程设计的虚拟实验系统的框图；图2是本专利技术的实施例中学生侧设备的框图；图3是本专利技术的实施例中知识点提示部的框图；图4是本专利技术的实施例中教师侧终端的框图。具体实施方式为了使本专利技术实现的技术手段与功效易于明白了解，以下结合实施例及附图对本专利技术作具体阐述。<实施例>图1是本专利技术的实施例中机械课程设计的虚拟实验系统的框图。如图1所示，机械课程设计的虚拟实验系统100用于模拟零件进行仿真装配从而提高学生对机械结构设计的认识和运用，包括：多台学生侧设备10、服务器20和教师侧终端30。图2是本专利技术的实施例中学生侧设备的框图。如图2所示，多台学生侧设备10分别由学生持有，包括题库存储部11、画面存储部12、学生侧输入显示部13、参数分析与计算部14、三维建模部15、模拟仿真部16、学生侧通信部17、知识点提示部18和模板存储部19。题库存储部11存储有多种预设的课程设计项目。画面存储部12存储有课程选择画面以及课程设计操作画面。学生侧输入显示部13显示课程选择画面让学生选择需要进行的设计课程，进一步显示课程设计操作画面让学生输入课程设计参数、绘制二维视图及输入说明书的文字内容。参数分析与计算部14根据输入的课程设计参数进行分析和计算，从而得到相应的零件尺寸。三维建模部15根据零件尺寸建立零件三维模型。模拟仿真部16对零件三维模型进行模拟仿真装配，得到三维装配体。在本实施例中，学生通过模拟仿真部16对零件三维模型进行放大、缩小、旋转等操作，便于学生全面观察该零件模型。同时，可对减速箱进行不同顺序装配，实现人机交互，让学生对减速箱的结构和装配有更直观的认识，加强教学效果。学生侧通信部17将二维图纸、说明书和三维装配体发送给服务器20让服务器20进行存储。图3是本专利技术的实施例中知识点提示部的框图。如图3所示，知识点提示部18包括知识点存储单元181、知识点识别单元182和知识点获取单元183。知识点存储单元181存储有多个知识点以及与该知识点对应的关键词。知识点识别单元182基于知识点存储单元181存储的关键词，对学生在课程设计操作画面上的鼠标停留位置的知识点进行识别。知识点获取单元183根据知识点识别单元182的识别结果从知识点存储单元181获取对应的知识点，学生侧输入显示部13将获取的知识点显示在课程设计操作画面上。模板存储部19存储有用于绘制二维视图的图纸模板及用于输入说明书的文字内容的说明书模板。在本实施例中，说明书模板具备格式要求及内容要求。服务器20与学生侧设备10通信连接。图4是本专利技术的实施例中教师侧终端的框图。如图4所示，教师侧终端30与服务器20通信连接，包括教师侧输入显示部31和教师侧通信部32。教师侧输入显示部31显示批阅画面让教师选择需要批阅的项目。教师侧通信部32根据教师的选择从服务器20中获取对应的项目作业，教师侧输入显示部31对获取到的二维图纸、说明书和三维装配体进行显示。机械课程设计的虚拟实验系统100的工作流程如下(以减速箱课程设计为例)：画面存储部12存储有课程选择画面以及课程设计操作画面。学生通过学生侧输入显示部13输入姓名和学号，建立以姓名和学号命名的文件夹，并通过课程选择画面从题库存储部11中选择减速箱课程设计项目。学生通过学生侧输入显示部13输入减速箱课程设计参数，参数分析与计算部14计算输入的减速箱课程设计参数，得到减速箱的各个零件尺寸。三维建模部15根据零件尺寸建立各个零件三维模型。模拟仿真部16对零件三维模型进行模拟仿真装配，得到减速箱的三维装配体。模板存储部19存储有用于绘制二维视图的图纸模板及用于输入说明书的文字内容的说明书模板。根据模板存储部19提供的模板，学生通过学生侧输入显示部13点击课程设计操作画面可参考“装配图”、“齿轮轴”、“从动轴”、“斜齿轮”图纸模板，学生可进行相应图纸的绘制，得到减速箱二维图本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种机械课程设计的虚拟实验系统，用于模拟零件进行仿真装配从而提高学生对机械结构设计的认识和运用，其特征在于，包括：多台学生侧设备，分别由学生持有；以及服务器，与所述学生侧设备通信连接，其中，所述学生侧设备包括：题库存储部，存储有多种预设的课程设计项目；画面存储部，存储有课程选择画面以及课程设计操作画面；学生侧输入显示部，显示所述课程选择画面让学生选择需要进行的设计课程，进一步显示所述课程设计操作画面让学生输入课程设计参数、绘制二维视图及输入说明书的文字内容；参数分析与计算部，根据输入的所述课程设计参数进行分析和计算，从而得到相应的零件尺寸；三维建模部，根据所述零件尺寸建立零件三维模型；模拟仿真部，对所述零件三维模型进行模拟仿真装配，得到三维装配体；以及学生侧通信部，将所述二维图纸、所述说明书和所述三维装配体发送给所述服务器让所述服务器进行存储。

【技术特征摘要】
1.一种机械课程设计的虚拟实验系统，用于模拟零件进行仿真装配从而提高学生对机械结构设计的认识和运用，其特征在于，包括：多台学生侧设备，分别由学生持有；以及服务器，与所述学生侧设备通信连接，其中，所述学生侧设备包括：题库存储部，存储有多种预设的课程设计项目；画面存储部，存储有课程选择画面以及课程设计操作画面；学生侧输入显示部，显示所述课程选择画面让学生选择需要进行的设计课程，进一步显示所述课程设计操作画面让学生输入课程设计参数、绘制二维视图及输入说明书的文字内容；参数分析与计算部，根据输入的所述课程设计参数进行分析和计算，从而得到相应的零件尺寸；三维建模部，根据所述零件尺寸建立零件三维模型；模拟仿真部，对所述零件三维模型进行模拟仿真装配，得到三维装配体；以及学生侧通信部，将所述二维图纸、所述说明书和所述三维装配体发送给所述服务器让所述服务器进行存储。2.根据权利要求1所述的机械课程设计的虚拟实验系统，其特征在于：其中，所述学生侧设备还包括知识点提...

【专利技术属性】
技术研发人员：杭诗怡，杜宝江，龚聪，杨益宇，林来帅，唐强，丁磊，
申请(专利权)人：上海理工大学，
类型：发明
国别省市：上海,31