機械基礎虛擬創(chuàng)新實驗平臺的研究與開發(fā)
發(fā)布時間：2021-10-26 11:14
為了解決傳統(tǒng)實驗教學設備的不足與實驗受時間和空間限制等實際問題,基于Unity3D和MATLAB等,采用虛擬現(xiàn)實和增強現(xiàn)實技術,以現(xiàn)實實驗為依據(jù),開發(fā)了形象逼真、便于操作的機械基礎虛擬實驗平臺。設計了虛擬創(chuàng)新實驗平臺中的減速器虛擬拆裝和連桿機構創(chuàng)新設計兩部分內容。減速器虛擬拆裝實驗采用三維建模工具Solid Works進行減速器各零部件的三維幾何建模,將幾何模型導入3DMax中,進行貼圖、烘焙和材質渲染,將模型保存成FBX格式導入到Unity3D的資源文件夾Assets中。根據(jù)交互和運動控制的需求,構建虛擬模型的層次數(shù)據(jù)結構,對每個模型的父子關系進行設定。通過C#編程實現(xiàn)實驗的具體操作。連桿機構創(chuàng)新設計主要包括兩部分內容:一是按預定軌跡設計鉸鏈四桿機構,二是按行程速比系數(shù)兼顧最佳傳力性能設計曲柄搖桿機構。深入研究了標準位置鉸鏈四桿機構連桿轉角的傅里葉級數(shù)展開式與任意位置鉸鏈四桿機構連桿曲線的傅里葉級數(shù)展開式,提出了一種優(yōu)化維數(shù)低、運算快、吻合度高、與初值無關的曲柄搖桿機構軌跡綜合設計新方法。推導出I、II型曲柄搖桿機構的各桿長關系、極位夾角θ的最大值、曲柄位置角φ的可行域、最小傳動角γ...
【文章來源】：華北理工大學河北省
【文章頁數(shù)】：69 頁
【學位級別】：碩士
【部分圖文】：
結構圖
著無數(shù)的物體，物體之間通過不同的層級關系一起組成一個復雜的物體。在判斷一個物體是不是能夠真切的反映出現(xiàn)實中的屬性，關鍵問題在于這個物體上添加了哪些組件，組件（Compent）也就指的是項目中最小的可操作單位，其中腳本也是一種組件。物體上的若干組件決定了游戲對象的屬性和他們的行為。Unity 工程項目的層級結構圖如圖 2（b）所示[23, 24]。
（a） 世界坐標系與局部坐標系 （b） 攝像機圖 3 坐標系與攝像機Fig.3 Coordinate system and camera2.2.4 碰撞檢測在虛擬環(huán)境的開發(fā)中，基本都會用到碰撞檢測的技術，每一虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)都有碰撞檢測算法的存在。使用碰撞檢測，可以防止物體互相穿過。在現(xiàn)在流行的游戲引擎中，常使用一種叫做碰撞盒（Collider）的功能。所謂碰撞盒，簡單地說就是包圍在物體的表面并使得可以用它來判斷是否與其他物體的碰撞盒相互碰撞的輪廓體。碰撞盒在游戲運行過程中是不可見的。在 Unity3D 中，擁有兩類重要的碰撞盒，一種為基本碰撞盒（Primitives），另一種是面片碰撞盒（Meshes）[28]�；九鲎埠惺且恍┖唵蔚呐鲎埠休喞�，包括了立方體（Boxes）、球體（Sphere），和膠囊體（Capsules）。面片碰撞盒是一種與物體外觀相同或相似的碰撞盒，該種碰撞盒的形狀和復雜度由被包圍的物體形狀
【參考文獻】：
期刊論文
[1]平面五桿機構計時軌跡綜合的代數(shù)求解[J]. 李學剛,魏世民,廖啟征,張英. 北京郵電大學學報. 2017(01)
[2]基于Unity3D的桌面式虛擬維修訓練系統(tǒng)[J]. 楊壹斌,李敏,解鴻文. 計算機應用. 2016(S2)
[3]基于Unity3d的鐵路信號設備虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)研究[J]. 王文潤,王陽萍,雍玖. 鐵道標準設計. 2016(08)
[4]基于Unity3d的麥克納姆輪移動平臺避障算法仿真[J]. 丁明華,李允旺,王勇. 中國科技論文. 2016(10)
[5]基于Mideva編譯器的MATLAB與VC++混合編程技術[J]. 柴西林,姜麗德,馮凱. 微型機與應用. 2016(01)
[6]汽車運動控制三維虛擬實驗系統(tǒng)研究[J]. 王文鋒,王紀凱,邸立明,丁偉超. 計算機仿真. 2015(05)
[7]基于MEMS傳感器和Unity3D的人體運動捕獲系統(tǒng)[J]. 張衡,張澤宇. 圖學學報. 2015(02)
[8]挖泥船抓斗機滾筒虛擬實驗分析[J]. 徐賜軍. 機械傳動. 2015(03)
[9]曲柄搖桿機構的參數(shù)化圖解法優(yōu)化設計[J]. 曹茹. 中國農機化學報. 2015(01)
[10]創(chuàng)新虛擬實驗教學模式培養(yǎng)自主學習能力[J]. 潘雪濤,鄔華芝,蔡建文,張美鳳,孟飛. 實驗室研究與探索. 2014(11)
碩士論文
[1]柴油機振動抑制綜合效能分析及軟件開發(fā)[D]. 薛大江.中北大學 2017
[2]基于Unity3D的XXX特種車輛的虛擬培訓系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)[D]. 畢成.大連海事大學 2017
[3]基于Unity3D的汽車功能模擬與駕駛場景演示系統(tǒng)的設計和實現(xiàn)[D]. 張茜.東南大學 2016
[4]基于Unity3D虛擬現(xiàn)實技術的岳麓書院3D漫游設計[D]. 黃穎.湖南大學 2016
[5]高中化學虛擬實驗教學設計與實踐研究[D]. 曾露丹.貴州師范大學 2016
[6]虛擬實驗在初中化學教學中的應用研究[D]. 張銀艷.華中師范大學 2016
[7]基于Unity3D的凸輪機構虛擬實驗平臺的研究與應用[D]. 韓瑞凱.石家莊鐵道大學 2015
[8]基于Unity3D的虛擬實驗系統(tǒng)的設計[D]. 吳景.廣東工業(yè)大學 2015
[9]基于Unity3D的液壓傳動虛擬仿真教學系統(tǒng)開發(fā)[D]. 欒飛.山東建筑大學 2015
[10]初中化學課程虛擬實驗的教學設計與應用研究[D]. 于國樹.云南師范大學 2014
本文編號：3459404
【文章來源】：華北理工大學河北省
【文章頁數(shù)】：69 頁
【學位級別】：碩士
【部分圖文】：
結構圖
著無數(shù)的物體，物體之間通過不同的層級關系一起組成一個復雜的物體。在判斷一個物體是不是能夠真切的反映出現(xiàn)實中的屬性，關鍵問題在于這個物體上添加了哪些組件，組件（Compent）也就指的是項目中最小的可操作單位，其中腳本也是一種組件。物體上的若干組件決定了游戲對象的屬性和他們的行為。Unity 工程項目的層級結構圖如圖 2（b）所示[23, 24]。
（a） 世界坐標系與局部坐標系 （b） 攝像機圖 3 坐標系與攝像機Fig.3 Coordinate system and camera2.2.4 碰撞檢測在虛擬環(huán)境的開發(fā)中，基本都會用到碰撞檢測的技術，每一虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)都有碰撞檢測算法的存在。使用碰撞檢測，可以防止物體互相穿過。在現(xiàn)在流行的游戲引擎中，常使用一種叫做碰撞盒（Collider）的功能。所謂碰撞盒，簡單地說就是包圍在物體的表面并使得可以用它來判斷是否與其他物體的碰撞盒相互碰撞的輪廓體。碰撞盒在游戲運行過程中是不可見的。在 Unity3D 中，擁有兩類重要的碰撞盒，一種為基本碰撞盒（Primitives），另一種是面片碰撞盒（Meshes）[28]�；九鲎埠惺且恍┖唵蔚呐鲎埠休喞�，包括了立方體（Boxes）、球體（Sphere），和膠囊體（Capsules）。面片碰撞盒是一種與物體外觀相同或相似的碰撞盒，該種碰撞盒的形狀和復雜度由被包圍的物體形狀
【參考文獻】：
期刊論文
[1]平面五桿機構計時軌跡綜合的代數(shù)求解[J]. 李學剛,魏世民,廖啟征,張英. 北京郵電大學學報. 2017(01)
[2]基于Unity3D的桌面式虛擬維修訓練系統(tǒng)[J]. 楊壹斌,李敏,解鴻文. 計算機應用. 2016(S2)
[3]基于Unity3d的鐵路信號設備虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)研究[J]. 王文潤,王陽萍,雍玖. 鐵道標準設計. 2016(08)
[4]基于Unity3d的麥克納姆輪移動平臺避障算法仿真[J]. 丁明華,李允旺,王勇. 中國科技論文. 2016(10)
[5]基于Mideva編譯器的MATLAB與VC++混合編程技術[J]. 柴西林,姜麗德,馮凱. 微型機與應用. 2016(01)
[6]汽車運動控制三維虛擬實驗系統(tǒng)研究[J]. 王文鋒,王紀凱,邸立明,丁偉超. 計算機仿真. 2015(05)
[7]基于MEMS傳感器和Unity3D的人體運動捕獲系統(tǒng)[J]. 張衡,張澤宇. 圖學學報. 2015(02)
[8]挖泥船抓斗機滾筒虛擬實驗分析[J]. 徐賜軍. 機械傳動. 2015(03)
[9]曲柄搖桿機構的參數(shù)化圖解法優(yōu)化設計[J]. 曹茹. 中國農機化學報. 2015(01)
[10]創(chuàng)新虛擬實驗教學模式培養(yǎng)自主學習能力[J]. 潘雪濤,鄔華芝,蔡建文,張美鳳,孟飛. 實驗室研究與探索. 2014(11)
碩士論文
[1]柴油機振動抑制綜合效能分析及軟件開發(fā)[D]. 薛大江.中北大學 2017
[2]基于Unity3D的XXX特種車輛的虛擬培訓系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)[D]. 畢成.大連海事大學 2017
[3]基于Unity3D的汽車功能模擬與駕駛場景演示系統(tǒng)的設計和實現(xiàn)[D]. 張茜.東南大學 2016
[4]基于Unity3D虛擬現(xiàn)實技術的岳麓書院3D漫游設計[D]. 黃穎.湖南大學 2016
[5]高中化學虛擬實驗教學設計與實踐研究[D]. 曾露丹.貴州師范大學 2016
[6]虛擬實驗在初中化學教學中的應用研究[D]. 張銀艷.華中師范大學 2016
[7]基于Unity3D的凸輪機構虛擬實驗平臺的研究與應用[D]. 韓瑞凱.石家莊鐵道大學 2015
[8]基于Unity3D的虛擬實驗系統(tǒng)的設計[D]. 吳景.廣東工業(yè)大學 2015
[9]基于Unity3D的液壓傳動虛擬仿真教學系統(tǒng)開發(fā)[D]. 欒飛.山東建筑大學 2015
[10]初中化學課程虛擬實驗的教學設計與應用研究[D]. 于國樹.云南師范大學 2014
本文編號：3459404
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