汽車結(jié)構(gòu)拆裝實訓(xùn)課程虛擬教學(xué)系統(tǒng)開發(fā)

宋小艷，劉菲菲

（沈陽城市建設(shè)學(xué)院 機械工程學(xué)院，遼寧 沈陽 110167）

汽車結(jié)構(gòu)拆裝實訓(xùn)是交通運輸專業(yè)獨立的實驗課，是學(xué)生在學(xué)習(xí)汽車原理與構(gòu)造等理論課程的基礎(chǔ)上，通過實操環(huán)節(jié)，對汽車的發(fā)動機、變速箱、整車及各部分總成的構(gòu)造及工作原理有深刻的了解和掌握，進(jìn)而加深學(xué)生對理論課程內(nèi)容的理解和掌握。通過課程學(xué)習(xí)，要求學(xué)生掌握汽車整車基本構(gòu)造，熟悉汽車主要總成工作原理，掌握正確使用各種拆裝工具及專用工具和專用設(shè)備儀器，正確拆裝汽車各個部位，根據(jù)車輛拆裝需要能夠利用先進(jìn)的設(shè)備進(jìn)行拆裝與檢測，培養(yǎng)學(xué)生分析問題、解決問題的能力。傳統(tǒng)教學(xué)方法需要購買汽車各總成設(shè)備，前期投入資金多，占地面積大，拆裝工具和零部件丟損嚴(yán)重，實踐操作過程中具有不安全性。

1 虛擬拆裝系統(tǒng)開發(fā)

汽車虛擬拆裝系統(tǒng)以汽車發(fā)動機和底盤主要零部件為研究目標(biāo)，將虛擬仿真技術(shù)與傳統(tǒng)汽車結(jié)構(gòu)拆裝實訓(xùn)課程內(nèi)容相結(jié)合，開發(fā)汽車虛擬拆裝教學(xué)系統(tǒng)，最終實現(xiàn)汽車?yán)碚撝v解與汽車各總成虛擬拆裝的交互式學(xué)習(xí)。

2 軟件功能介紹

登錄后即可進(jìn)入系統(tǒng)的主頁，可以看到軟件的功能按鈕，包括設(shè)置、視頻、報告、微信、養(yǎng)護(hù)、工具、文件夾等信息。通過該實訓(xùn)軟件，可以虛擬拆裝發(fā)動機和底盤的零部件，拆裝過程中可以識別各零部件的在汽車上的具體位置，理解各個結(jié)構(gòu)的作用、工作過程、動力的傳遞路徑，真實模擬發(fā)動機和底盤的具體結(jié)構(gòu)，同時可以對車身外部進(jìn)行檢測。

2.1 實訓(xùn)場景

點擊維修課程按鈕，進(jìn)入主場景。左邊為常用工具箱，共六層分別是工具和零件。在視圖區(qū)域可以看到我們需要操作實訓(xùn)課程的3D效果。在場景中按住鼠標(biāo)左鍵用于旋轉(zhuǎn)場景，按住鼠標(biāo)右鍵用于改變主場景的視野，拉近或者拉遠(yuǎn)頁面，如圖1所示。

2.2 各種圖標(biāo)含義

主界面上面為實訓(xùn)操作車輛，能夠顯示實訓(xùn)時間的長短，資料放置區(qū)用于顯示維修工具和參考資料等。

3 工具

3.1 工具箱

點擊工具，打開工具箱，工具箱有在具體的拆裝過程中用于拆卸零部件的所需工具，點擊工具車，彈出工具車的詳細(xì)信息，主要由組合框、零件放置框和工具放置框組成。具體工具如圖2所示。

3.2 組合框

位于頂部的組合框主要是用于組合合適的工具對零件進(jìn)行拆裝，用戶可以根據(jù)需要進(jìn)行組合。同時也只有多個相同接口的零件才能進(jìn)行組合，如果選擇的零件一個是大接口一個是小接口，都不能進(jìn)行組合，否則會出現(xiàn)報錯提示。

3.3 零件車

零件車用來放置各種類型及尺寸的零件和工具，主要分為六層，各層都放置不同的工具。用戶可以根據(jù)需要打開這六層工具箱進(jìn)行組合使用。

點擊零件車圖標(biāo)，可以進(jìn)入零件車頁面，點擊零件車中的零件，會顯示出該零件的名稱信息。如果需要安裝該零件則點擊頁面上的安裝即可，如果不需要使用會彈出報錯提示。

3.4 使用報錯

點擊使用按鈕，即可使用相應(yīng)的工具，如果當(dāng)前場景不需要使用工具，那么會出現(xiàn)報錯提示，點擊確認(rèn)按鈕即可關(guān)閉報錯按鈕。

3.5 扭力扳手的使用

當(dāng)使用扭力扳手時，通過調(diào)整扭力扳手上面的紅色旋轉(zhuǎn)按鈕，即可對扭力進(jìn)行調(diào)整，或者直接在扭力調(diào)整文本框中直接輸入需要多大的扭力，如圖3所示。

3.6 升降機

點擊升降機，進(jìn)入使用頁面，點擊頂起位置按鈕，進(jìn)入如圖4所示頁面，點擊其中任意一副圖，即可將車輛頂?shù)较鄳?yīng)的位置，關(guān)閉升降界面，在住場景中車輛則回復(fù)到地面。

3.7 資料信息

點擊資料進(jìn)入資料界面，資料包括維修手冊，以及教學(xué)教案兩個部分，點擊維修手冊進(jìn)入該實訓(xùn)的維修手冊信息，包括技術(shù)人員，以及維護(hù)項目作業(yè)表等信息。點擊教學(xué)教案即可對教學(xué)教案的資料進(jìn)行查看。點擊維修資料界面的技術(shù)員文件，可以進(jìn)入該文件，查看其基本信息。

4 虛擬仿真綜合管理

4.1 發(fā)動機維護(hù)

點擊車輛的發(fā)動機艙，發(fā)動機艙打開，點擊箭頭會出現(xiàn)車體相應(yīng)位置的名稱，點擊需要檢測部位對應(yīng)的箭頭即可對該車體的各個部位進(jìn)行詳細(xì)檢測。具體如圖5所示。

4.2 發(fā)動機艙

點擊車體上面的箭頭信息，可以看到相應(yīng)位置的名稱，選擇發(fā)動機機艙箭頭按鈕，點擊即可進(jìn)入詳細(xì)的機艙界面。點擊頁面上的信息，對機艙進(jìn)行檢測，如圖6所示。

5 車身檢測

點擊車身檢測，可以對車身的外部進(jìn)行維護(hù)檢測，點擊車身上面出現(xiàn)的箭頭，可以檢測其對應(yīng)的各個部位，如圖7所示。

6 車燈維護(hù)檢測

點擊車身外部的車燈指示箭頭，進(jìn)入車燈檢測界面，點擊放大鏡按鈕將放大鏡放在車燈上面，點擊車燈即可出現(xiàn)車燈檢測的結(jié)果信息。

7 數(shù)據(jù)共享設(shè)置

用戶可點擊數(shù)據(jù)共享設(shè)置進(jìn)入系統(tǒng)操作界面，用戶根據(jù)系統(tǒng)顯示的功能可了解數(shù)據(jù)共享設(shè)置。根據(jù)實際需求進(jìn)行數(shù)據(jù)共享，從而提高用戶的使用流暢度。

8 學(xué)生列表

學(xué)生列表中按序號排列，用戶可查看學(xué)生姓名、民族、性別、學(xué)籍號、證件號碼、就讀方式、入學(xué)時間、戶口所在地和家庭地址等信息。

9 結(jié)論

汽車結(jié)構(gòu)拆裝虛擬教學(xué)系統(tǒng)模擬汽車拆裝結(jié)構(gòu)實訓(xùn)課程的拆裝項目，學(xué)生可以通過網(wǎng)絡(luò)，在學(xué)習(xí)平臺上隨時學(xué)習(xí)，解決了實踐教學(xué)過程中必須在實訓(xùn)室完成教學(xué)，解決了實踐教學(xué)中受設(shè)備、場地等限制，既降低了設(shè)備購置成本，使用過程的耗材成本，同時也降低了拆裝過程中可能存在的事故風(fēng)險。軟件操作簡單，界面豐富，提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和教學(xué)質(zhì)量。

該虛擬拆裝教學(xué)系統(tǒng)可應(yīng)用于本、專科院校交通運輸、車輛工程、汽車服務(wù)等專業(yè)的汽車原理與構(gòu)造、汽車拆裝實訓(xùn)等課程的教學(xué)過程中，可用于學(xué)生課前預(yù)習(xí)和課后鞏固復(fù)習(xí)， 有助于學(xué)生更直觀地熟悉汽車零部件結(jié)構(gòu)、工作原理和拆裝步驟。