副標題#e#    為了更好地實現實驗目的,提高實驗效率,作者以機構運動方案設計實驗的要求、實驗原理、方法為藍本,用計算機虛擬實驗技術,模擬仿真該實驗的全過程,設計了一個機構運動方案設計虛擬實驗系統.應用該系統,學生在實驗前在計算機上對自己所設計方案的可行性、正確性進行可視化驗證,然后再進行實際的拼接,提高了實驗效率.
   
    1虛擬實驗系統的功能
   
    1)必須具備齊全的模型、而且盡量接近實物,這樣才能對實驗進行真實的模擬.
    2)靈活性強,零件的參數能根據需要隨時進行調整,實現尺寸驅動功能,即改變其中一個零件的參數后,只需要重建模型,其它零件的相應點的位置會跟著發生改變,零件之間依然保持相應的聯結關系,而不需重新進行裝配.
    3)對于機構運動的模擬仿真功能.
    4)具有運動特性分析和動力特性分析的功能.
    5)具有實驗指導功能.系統的結構流程圖如圖1所示.

    
    2系統開發方法
   
    虛擬實驗系統選用的平臺是三維設計軟件系統SolidWorks。SolidWorks它是基于Windows的全參數化特征造型軟件,可十分方便地實現復雜的三維零件實體造型、復雜裝配和生成工程圖,以參數化和特征建模的技術為核心,為設計人員提供了良好的設計環境,還可以方便地對SolidWorks進行二次開發.用戶二次開發的應用程序,可直接掛在SolidWorks的菜單下,形成統一的界面.一般而言,開發人員首先需要在SolidWorks的界面上添加自己的菜單項,以此作為激活用戶程序的接口,完成與用戶的數據交換。
   
    SolidWorks的API(Application Programming Interface應用編程接口)提供了兩種接口方式:有OLE Automation的Idispatch和作為Windows基礎的COM(Component Object model).Idispatch的方法可用于VB、VBA或VC的開發環境,常作為快速開發的手段.本文開發的實驗系統所使用的程序就是采用的Idispatch接口方法,用VC++6.0編寫的.在程序編好后,編譯即可形成DLL文件.不同的操作系統需要用不同的設置:Windows95/98采用"MBCS";WindowsNT/2000采用"Unicode";生成需要的3dll文件后,就可以使用SolidWorks的"文件/打開"菜單,在過濾器中選擇"AddIns(3.dll)",加載自己的DLL.若該DLL在注冊表中注冊成功,還可使用"工具/插件"菜單進行一次性加載,以后啟動SolidWorks,就可自動加載該DLL,無須再進行加載操作,十分方便.
   
    3系統功能的實現
   
    3.1實驗裝配零件庫的建立
   
    為了滿足模型齊全的要求,筆者選用SolidWorks2001進行零件的三維造型,并把所有實驗室內要用到的零件做成了一個零件庫.通過對SolidWorks進行設置,可以使自己創建的零件庫像工具條一樣陳列在SolidWorks主窗口中.具體方法是:通過選擇SolidWorks主菜單中的工具選項選擇文件位置,將文件夾顯示為調色板零件,再選"添加",選中自己的零件庫文件夾的存放位置.要使用這個零件庫,只需要打開它就可以了.方法是,啟動SolidWorks后,在工具下選擇FeaturePalette,隨后便有一個小窗口被打開,選中用戶添加的文件夾,就會有一個新的窗口打開,創建的零件庫內所有零件都以圖標的形式陳列在窗口內,就好象在真實實驗里看到的擺放在實驗室里的零件一樣.但使用起來比在真實實驗室里方便多了,你只需要移動滑動條,就可以找到所需要的零件.