基于机构创新设计的虚拟实验教学关键技术研究

摘要

随着虚拟现实、多媒体、网络通信技术的发展，在高校开设创新设计虚拟实验已经成为机械学科机构创新设计发展的必然趋势。如何利用日益发展的创新理论和多种技术开发出具有良好交互性和可扩展性，集实物仿真、创新设计、智能指导和管理于一体的开放式的虚拟实验教学平台成为目前急需研究和解决的问题。
　　 现阶段虚拟实验教学的发展仍存在很多问题，为此本文在分析国内外相关研究的基础上，重点对平面机构创新设计方法及建立虚拟实验教学平台的关键技术进行了深入研究，提出了机构创新设计的新方法，建立了具有一定自主性、交互性和可扩展性的开放式虚拟实验教学平台。本论文的主要内容包括：
　　 1.对TRIZ(TRIZ,theory of inventive problem solving)的基本方法和思想体系以及颜鸿森博士提出的机构装置的创造性设计方法进行研究，并结合平面机构运动分析和综合，首次提出用TRIZ、工程创造技法和机构运动分析综合软件相结合的方式进行机构创新设计。
　　 2.为满足虚拟实验教学在应用集成、资源共享以及信息集成等各方面的需求，本文把上述机构创新设计方式应用于虚拟实验教学平台开发系统，并基于软件工程理论，分析系统功能需求，对虚拟实验教学系统进行了总体设计。
　　 3.比较了目前虚拟现实开发技术中虚拟现实建模语言VRML(Virtual Reality Modeling Language)技术和Cult3D技术的特点，并结合Pro/E建模技术、3DS Max动画制作技术、Dreamweaver CS3网站制作技术、ASP+Access网络数据库构建、JavaScript和Java编程等技术，开发了机械虚拟实验教学平台，将研究成果应用于华中科技大学机械原理网络精品课建设上，进行了验证，效果良好。
　　 本文研究的成果为虚拟实验教学的深入研究提供了一种有效的方法。