基于Unity 3D的動力滑臺液壓系統(tǒng)虛擬實(shí)驗(yàn)設(shè)計

李歡歡 向東 李松晶

摘? 要：為了彌補(bǔ)傳統(tǒng)液壓傳動實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的不足，將虛擬技術(shù)應(yīng)用于實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，建立虛擬實(shí)驗(yàn)。以動力滑臺液壓系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)為例，闡述了一條具有可行性建設(shè)虛擬實(shí)驗(yàn)的技術(shù)路線。采用SolidWorks三維建模軟件構(gòu)建動力滑臺液壓系統(tǒng)虛擬實(shí)驗(yàn)所需的液壓元件及輔助元件，基于C#語言的Unity 3D作為動力滑臺液壓系統(tǒng)虛擬實(shí)驗(yàn)開發(fā)平臺，建立節(jié)流閥節(jié)流調(diào)速系統(tǒng)虛擬實(shí)驗(yàn)和調(diào)速閥調(diào)速系統(tǒng)虛擬實(shí)驗(yàn)，實(shí)現(xiàn)了動力滑臺快進(jìn)、工進(jìn)、停留、快退、停止等工作循環(huán)。

關(guān)鍵詞：液壓傳動；動力滑臺；虛擬實(shí)驗(yàn)；節(jié)流調(diào)速系統(tǒng)

中圖分類號：TP391.9；TH137.9 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：2096-4706（2023）04-0184-05

Virtual Experimental Design for Power Slide Hydraulic System Based on Unity 3D

LI Huanhuan， XIANG Dong， LI Songjing

（School of Mechatronics Engineering， Harbin Institute of Technology， Harbin? 150001， China）

Abstract： In order to make up for the shortcomings in the traditional hydraulic transmission experimental teaching， virtual technology is used in experimental teaching to establish a virtual experiment. Taking the power slide hydraulic system experiment as an example， in this paper we present a feasible technical route for constructing a virtual experiment. SolidWorks 3D modeling software is used to construct the hydraulic and auxiliary components， which are required for the virtual experiment of the power slide hydraulic system. Unity 3D based on the C# language is used as the virtual experiment development platform of the power slide hydraulic system to establish the virtual experiment of throttle valve throttle speed control system and the virtual experiment of speed control valve speed control system， realizing the working cycle of fast-forward， work-forward， stop， fast-rewind， and stop of the power slide.

Keywords： hydraulic transmission; power slide; virtual experiment; throttle speed control system

0? 引? 言

液壓傳動課程是機(jī)械類專業(yè)學(xué)生必修的主干課程[1，2]，該課程具有實(shí)踐性強(qiáng)，多學(xué)科交叉等特點(diǎn)[3，4]。實(shí)驗(yàn)教學(xué)是鞏固理論教學(xué)、強(qiáng)化動手能力、培養(yǎng)實(shí)踐創(chuàng)新能力的重要環(huán)節(jié)[5，6]。但液壓傳動課程的實(shí)驗(yàn)教學(xué)在特殊時期面臨著實(shí)驗(yàn)無法開展、實(shí)驗(yàn)資源有限和缺乏交互性等問題，在一定程度上，束縛了學(xué)生的理解力和創(chuàng)作力[7-9]，而虛擬實(shí)驗(yàn)的設(shè)計和開發(fā)既能有效解決這一難題，又能拓展傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中教學(xué)內(nèi)容的深度與廣度、延伸實(shí)驗(yàn)教學(xué)的時間和空間[10，11]。

動力滑臺液壓系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)是液壓傳動課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容之一，在已有的動力滑臺液壓系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)臺的基礎(chǔ)上，采用虛擬技術(shù)[12，13]，建立動力滑臺液壓系統(tǒng)虛擬實(shí)驗(yàn)。在近兩年的教學(xué)中，特別是在新冠疫情期間，開展了線上實(shí)驗(yàn)，其虛擬實(shí)驗(yàn)起到關(guān)鍵的作用。本文采用SolidWorks軟件構(gòu)建了動力滑臺液壓系統(tǒng)虛擬實(shí)驗(yàn)所需的液壓元件三維模型，利用C#語言在Visual Studio 2017集成開發(fā)環(huán)境中進(jìn)行虛擬實(shí)驗(yàn)內(nèi)部控制程序的設(shè)計，以Unity 3D交互引擎[14]作為動力滑臺液壓系統(tǒng)虛擬實(shí)驗(yàn)開發(fā)平臺。采用虛擬方式開展實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，突破時間、空間的限制，是線下實(shí)驗(yàn)教學(xué)方式的有效補(bǔ)充，是線上實(shí)驗(yàn)教學(xué)的新途徑[15]。

1? 動力滑臺液壓系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)

1.1? 動力滑臺液壓系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)工作循環(huán)

動力滑臺液壓系統(tǒng)由多條節(jié)流調(diào)速回路組成，通過改變回路中節(jié)流閥和調(diào)速閥通流截面積的大小來控制流入滑臺液壓缸的流量，從而調(diào)節(jié)滑臺液壓缸移動速度，在電氣和機(jī)械裝置的配合下實(shí)現(xiàn)各種自動工作循環(huán)[16]。動力滑臺液壓系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)如圖1所示，其中圖1（a）為動力滑臺液壓系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)原理圖，圖1（b）為其自動工作循環(huán)，圖1（c）為其實(shí)驗(yàn)臺實(shí)物圖。

此實(shí)驗(yàn)可實(shí)現(xiàn)快進(jìn)、工進(jìn)、停留、快退、停止工作循序，具體系統(tǒng)油液流動情況如下：

（1）快速前進(jìn)：換向閥H1左位接入系統(tǒng)，由于系統(tǒng)壓力不高，順序閥X仍處于關(guān)系狀態(tài)。這時液壓缸做差動連接，液壓泵輸出最大流量。系統(tǒng)中油液的流動情況為：

進(jìn)油路：液壓泵—單向閥I1—換向閥H1（左位）—換向閥H2（右位）—滑臺液壓缸（左腔）。

回油路：滑臺液壓缸（右腔）—換向閥H1（左位）—單向閥I2—換向閥H3（右位）—滑臺液壓缸（左腔）。

（2）工作進(jìn)給：在滑臺前進(jìn)到預(yù)定位置，擋塊壓下使電磁鐵4YA通電時開始。這時系統(tǒng)壓力升高，順序閥X打開。系統(tǒng)中油液的流動情況為：

進(jìn)油路：液壓泵—單向閥I1—換向閥H1（左位）—換向閥H2（左位實(shí)現(xiàn)調(diào)速閥節(jié)流調(diào)速系統(tǒng)，右位實(shí)現(xiàn)節(jié)流閥節(jié)流調(diào)速系統(tǒng)）—滑臺液壓缸（左位）。

回油路：滑臺液壓缸（右腔）—換向閥H1（左位）—順序閥X—溢流閥B—油箱。

（3）停留：在滑臺液壓缸以工進(jìn)的速度行進(jìn)到碰上死擋塊不再前進(jìn)時開始，并在系統(tǒng)壓力進(jìn)一步升高、壓力繼電器YF經(jīng)時間繼電器按預(yù)定停留時間發(fā)出信號后終止。

（4）快退：在時間繼電器發(fā)出信號，換向閥H1右位工作時開始，這時系統(tǒng)壓力下降，液壓泵流量又自動增大。

（5）停止：在滑臺快速退回到原位，當(dāng)擋塊壓下終止開關(guān)，換向閥H1處于中位，滑臺液壓缸兩腔封閉，滑臺停止運(yùn)動。

通過調(diào)節(jié)節(jié)流閥或調(diào)速閥的通流截面積的大小和改變負(fù)載力大?。ㄒ缌鏖yY3實(shí)現(xiàn)），進(jìn)行節(jié)流閥和調(diào)速閥節(jié)流調(diào)速系統(tǒng)的對比實(shí)驗(yàn)，分析比較它們的速度與負(fù)載特性和系統(tǒng)效率特性等調(diào)速性能，并繪制調(diào)速回路的特性曲線。

1.2? 現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)存在問題及虛擬實(shí)驗(yàn)的優(yōu)勢

液壓傳動課程是機(jī)械類專業(yè)的基礎(chǔ)課，由于機(jī)械類的學(xué)生人數(shù)眾多、實(shí)驗(yàn)室資源有限和實(shí)驗(yàn)誤操作引起的安全等因素，使得實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)顯得空洞而無效[17]。為突破傳統(tǒng)液壓實(shí)驗(yàn)教學(xué)方式的局限，充分利用虛擬技術(shù)構(gòu)建液壓虛擬實(shí)驗(yàn)，來提升實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果。與傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)相比，虛擬實(shí)驗(yàn)具有開放共享、人機(jī)交互、可擴(kuò)展性以及安全性等特點(diǎn)。具體表現(xiàn)為：

（1）在疫情等特殊環(huán)境下，由于液壓傳動課程實(shí)驗(yàn)在居家隔離地不具備實(shí)驗(yàn)條件，為解決實(shí)驗(yàn)教學(xué)無法開展的難題，采用虛擬實(shí)驗(yàn)的方式來補(bǔ)全在線教學(xué)中實(shí)驗(yàn)教學(xué)這一關(guān)鍵一環(huán)。

（2）降低實(shí)驗(yàn)誤操作引起的安全問題。借助虛擬實(shí)驗(yàn)資源，打破了實(shí)驗(yàn)資源的限制，學(xué)生可以反復(fù)練習(xí)，在一定程度上提高學(xué)生對實(shí)驗(yàn)儀器和實(shí)驗(yàn)操作步驟的熟悉程度，極大地降低實(shí)驗(yàn)誤操作引起的安全問題，從而提高學(xué)生實(shí)驗(yàn)的積極性、主動性。

（3）提升專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力。實(shí)操的液壓傳動實(shí)驗(yàn)?zāi)軌蜃寣W(xué)生在連接好的液壓傳動實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)上進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作，記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)并分析，但學(xué)生不能按照液壓系統(tǒng)原理圖進(jìn)行自主創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)，利用虛擬實(shí)驗(yàn)?zāi)軌虼龠M(jìn)學(xué)生在液壓傳動課程中實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)創(chuàng)新能力的培養(yǎng)；

（4）構(gòu)建并共享虛擬仿真實(shí)驗(yàn)資源，促進(jìn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的發(fā)展。

2? 動力滑臺液壓系統(tǒng)虛擬實(shí)驗(yàn)

2.1? 虛擬實(shí)驗(yàn)總體框架及開發(fā)流程

根據(jù)液壓傳動課程的教學(xué)要求，可以將動力滑臺液壓系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)分為三部分：動力滑臺液壓系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)理論、液壓元件（動力滑臺液壓系統(tǒng)中所含有的元件）和虛擬實(shí)驗(yàn)，如圖2所示。在虛擬實(shí)驗(yàn)?zāi)K中，由已建模的液壓元件組成動力滑臺液壓系統(tǒng)，對工進(jìn)、快進(jìn)半工作循環(huán)進(jìn)行描述，由于動力滑臺液壓系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)是由進(jìn)口節(jié)流調(diào)速回路組成，所以，虛擬實(shí)驗(yàn)操作過程中模擬了進(jìn)口調(diào)速閥調(diào)速系統(tǒng)虛擬實(shí)驗(yàn)和進(jìn)口節(jié)流閥調(diào)速系統(tǒng)虛擬實(shí)驗(yàn)。

動力滑臺液壓系統(tǒng)虛擬實(shí)驗(yàn)是基于Unity 3D虛擬交互引擎創(chuàng)建的交互操作界面，其虛擬實(shí)驗(yàn)開發(fā)流程及工具如圖3所示。采用三維軟件SolidWorks對動力滑臺液壓系統(tǒng)虛擬實(shí)驗(yàn)所需的液壓元件進(jìn)行建模，并將其以STEP格式導(dǎo)入至3DS Max軟件中，對元件模型進(jìn)行渲染，制作紋理貼圖和動畫，再導(dǎo)入至Unity 3D中。Unity 3D是由Unity Technologies公司開發(fā)的專業(yè)跨平臺游戲開發(fā)及虛擬現(xiàn)實(shí)引擎，是本實(shí)驗(yàn)最關(guān)鍵的開發(fā)工具，完成虛擬實(shí)驗(yàn)的場景搭建、畫布設(shè)計、節(jié)流閥調(diào)速系統(tǒng)虛擬實(shí)驗(yàn)制作和調(diào)速閥調(diào)速系統(tǒng)虛擬實(shí)驗(yàn)制作等部分。同時，利用C#語言在Visual Studio 2017編輯器建立虛擬實(shí)驗(yàn)的腳本來實(shí)現(xiàn)場景切換、元件模型邏輯控制及運(yùn)動控制等，以及用腳本響應(yīng)用戶的操作。最后，將動力滑臺液壓系統(tǒng)虛擬實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)集成，并進(jìn)行多次優(yōu)化、試用反饋，選擇Windows系統(tǒng)形式，將動力滑臺液壓系統(tǒng)虛擬實(shí)驗(yàn)發(fā)布到電腦端，形成一個可執(zhí)行的.exe文件和包含其所需資源的文件夾。

2.2? 虛擬實(shí)驗(yàn)內(nèi)容功能模塊

圖4為動力滑臺液壓系統(tǒng)虛擬實(shí)驗(yàn)的初始界面，虛擬實(shí)驗(yàn)內(nèi)容包括動作循環(huán)和實(shí)驗(yàn)操作（按照實(shí)驗(yàn)步驟操控實(shí)驗(yàn)臺）兩部分，每部分都有詳細(xì)的考核評分功能。

（1）在動力滑臺液壓系統(tǒng)虛擬實(shí)驗(yàn)動作循環(huán)模塊的界面上增加了三個按鈕，分別是實(shí)驗(yàn)原理圖（將實(shí)驗(yàn)原理圖顯示在界面上）按鈕、快進(jìn)填寫完成（判斷快進(jìn)工作循環(huán)填寫是否正確）按鈕和工進(jìn)填寫完成（判斷工進(jìn)工作循環(huán)填寫是否正確）按鈕。腳本設(shè)計為每個按鈕添加相應(yīng)的觸發(fā)事件，當(dāng)快進(jìn)工作循環(huán)填寫完畢，點(diǎn)擊相應(yīng)按鈕來判斷所填寫的內(nèi)容是否正確，如正確，會有提示框顯示，并所填內(nèi)容的文字由黑色變成紅色，獲得此部分的分?jǐn)?shù)10分，如圖5所示。

（2）在動力滑臺液壓系統(tǒng)虛擬實(shí)驗(yàn)操作模塊中（如圖6所示），利用實(shí)物實(shí)驗(yàn)的多組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)建立實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)庫，采用C#語言進(jìn)行腳本編寫，輸入至虛擬實(shí)驗(yàn)內(nèi)，并搭建系統(tǒng)壓力、速度等參數(shù)的數(shù)學(xué)模型。整個實(shí)驗(yàn)操作模塊中包含多個按鈕，對內(nèi)部控制程序進(jìn)行設(shè)計，來實(shí)現(xiàn)元件與按鈕之間邏輯關(guān)系及對應(yīng)關(guān)系等。單擊液壓泵啟動按鈕，使液壓泵開始工作；按下節(jié)流按鈕，使電磁換向閥H2（右位）工作，實(shí)現(xiàn)節(jié)流閥調(diào)速系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)；調(diào)節(jié)節(jié)流閥開口大小，從而改變滑臺液壓缸移動的速度；調(diào)節(jié)溢流閥的按鈕，改變負(fù)載液壓缸的壓力，通過壓力表P6顯示此時的壓力，負(fù)載液壓缸起到模擬負(fù)載的作用，啟動負(fù)載液壓缸前進(jìn)按鈕；點(diǎn)擊動力滑臺前進(jìn)按鈕，滑臺液壓缸先以較快速度移動（前進(jìn)工作循環(huán)）再速度較慢（工進(jìn)工作循環(huán)），直至作用在負(fù)載液壓缸上，記錄此時液壓缸回油壓力P2、電功率和時間的示數(shù)，多次改變負(fù)載液壓缸的壓力P6值和節(jié)流閥閥口大小，來探究節(jié)流閥調(diào)速系統(tǒng)負(fù)載與速度的關(guān)系。按下調(diào)速按鈕，是電磁換向閥H2（左位）工作，實(shí)現(xiàn)調(diào)速閥調(diào)速系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)，通過調(diào)節(jié)溢流閥和調(diào)速閥閥口大小來探究調(diào)速閥調(diào)速系統(tǒng)負(fù)載與速度的關(guān)系；最后，關(guān)閉液壓泵，完成實(shí)驗(yàn)。系統(tǒng)在整個實(shí)驗(yàn)操作模塊中具有考核評分功能，對每步操作均會對其判斷，如正確，此步驟的文字由黑色變成紅色，并加上相應(yīng)得分。

3? 動力滑臺液壓系統(tǒng)虛擬實(shí)驗(yàn)實(shí)踐效果

自動力滑臺液壓系統(tǒng)虛擬實(shí)驗(yàn)應(yīng)用于線上實(shí)驗(yàn)教學(xué)以來，對提高液壓傳動課程理論知識的理解力和實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果起到了積極作用。對我校機(jī)電工程學(xué)院大三學(xué)生開展了動力滑臺液壓系統(tǒng)虛擬實(shí)驗(yàn)教學(xué)之后，對部分學(xué)生開展問卷調(diào)查，92%的學(xué)生認(rèn)為通過動力滑臺液壓系統(tǒng)虛擬實(shí)驗(yàn)深入了解了進(jìn)口節(jié)流調(diào)速系統(tǒng)調(diào)速原理、速度-負(fù)載特性和系統(tǒng)效率特性，從而鞏固課堂講述的內(nèi)容，掌握了系統(tǒng)性能實(shí)驗(yàn)方法；98%的學(xué)生認(rèn)為在特殊時期，學(xué)生無法進(jìn)入學(xué)校時，虛擬仿真實(shí)驗(yàn)是解決實(shí)驗(yàn)教學(xué)最好的方式；52%的學(xué)生能夠通過實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺開展實(shí)驗(yàn)設(shè)計，例如，對出口節(jié)流調(diào)速回路、容積調(diào)速回路等速度控制回路進(jìn)行虛擬實(shí)驗(yàn)設(shè)計。虛擬實(shí)驗(yàn)加深學(xué)生對理論知識的理解，提高液壓傳動課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)中信息展示方式及表現(xiàn)能力。

4? 結(jié)? 論

本文闡述了傳統(tǒng)液壓傳動實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的問題以及將虛擬技術(shù)應(yīng)用于實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的優(yōu)勢。以Unity 3D作為動力滑臺液壓系統(tǒng)虛擬實(shí)驗(yàn)開發(fā)平臺，建立了節(jié)流閥節(jié)流調(diào)速系統(tǒng)虛擬實(shí)驗(yàn)和調(diào)速閥調(diào)速系統(tǒng)虛擬實(shí)驗(yàn)，實(shí)現(xiàn)了動力滑臺快進(jìn)、工進(jìn)、停留、快退、停止等半工作循序。將動力滑臺液壓系統(tǒng)虛擬實(shí)驗(yàn)應(yīng)用到線上實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，能夠提高學(xué)生對液壓傳動課程理論知識的理解力，增強(qiáng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果。

參考文獻(xiàn)：

[1] 趙紅曉，聶國雋，俞永輝.流體力學(xué)虛擬實(shí)驗(yàn)平臺的建設(shè)與應(yīng)用 [J].實(shí)驗(yàn)室研究與探索，2017，36（8）：122-124+147.

[2] 李夢如，陳哲，朱美華，等.液壓虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺建設(shè) [J].實(shí)驗(yàn)技術(shù)與管理，2019，36（2）：148-152.

[3] 張國慶，劉保軍，盧滿懷.“液壓與氣壓傳動”教學(xué)策略探索 [J].黑龍江教育：高教研究與評估，2017（4）：6-8.

[4] 羅黎，袁明新，高進(jìn)可.基于工程案例的液壓與氣動技術(shù)課程教學(xué)改革 [J].中國現(xiàn)代教育裝備，2021（15）：129-131.

[5] 趙洋，胡亞偉.工程案例教學(xué)法在“PLC原理及應(yīng)用”的教學(xué)實(shí)踐 [J].實(shí)驗(yàn)技術(shù)與管理，2017，34（12）：222-225.

[6] 彭寶營，陳秀梅，黃民，等.機(jī)械控制工程案例教學(xué)研究 [J].中國教育技術(shù)裝備，2016（6）：11-13.

[7] 劉振峰，孫紹芹，常非，等.凸輪機(jī)構(gòu)及其動態(tài)特性虛擬仿真實(shí)驗(yàn)設(shè)計 [J].實(shí)驗(yàn)室研究與探索，2021，40（6）：141-145.

[8] 何磊，陳欣，唐建軍，等.生態(tài)系統(tǒng)氮素運(yùn)轉(zhuǎn)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)的設(shè)計與開發(fā) [J].實(shí)驗(yàn)技術(shù)與管理，2020，37（12）：143-148.

[9] 熊巍，何蔚珊.基于Unity 3D的化學(xué)虛擬實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)設(shè)計與實(shí)現(xiàn) [J].實(shí)驗(yàn)技術(shù)與管理，2020，37（2）：28-31.

[10] 程文潔，廖傳華，周劍鋒.甲醇制氫過程裝備成套技術(shù)課程虛擬仿真實(shí)驗(yàn) [J].實(shí)驗(yàn)室研究與探索，2022，41（1）：222-225+253.

[11] 余月，李鳳霞，陳宇峰，等.計算機(jī)編譯原理課程虛擬實(shí)驗(yàn)設(shè)計與實(shí)踐 [J].實(shí)驗(yàn)技術(shù)與管理，2019，36（8）：123-126.

[12] 黃靜.虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)及其實(shí)踐教程 [M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2016.

[13] 張菁.虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)及應(yīng)用 [M].北京：清華大學(xué)出版社，2017.

[14] Sapio F. Unity UI Cookbook [M].Birmingham：Packt Publishing Ltd.，2015.

[15] 熊宏齊.基于虛擬仿真的線上線下融合專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系構(gòu)建 [J].實(shí)驗(yàn)技術(shù)與管理，2022，39（3）：5-10+25.

[16] 王積偉.液壓傳動 [M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2020：211-213.

[17] 裴曉東，王亮，陳樹亮，等.基于虛擬現(xiàn)實(shí)的風(fēng)機(jī)性能檢測實(shí)驗(yàn)教學(xué)系統(tǒng)設(shè)計 [J].實(shí)驗(yàn)室科學(xué)，2021，24（5）：35-39.

作者簡介：李歡歡（1987—），女，漢族，黑龍江哈爾濱人，工程師，博士，主要研究方向：液壓傳動基礎(chǔ)理論與應(yīng)用研究；通訊作者：向東（1981—），男，土家族，湖北恩施人，講師，碩士導(dǎo)師，博士，主要研究方向：流體控制及高端裝備研制。

收稿日期：2022-09-26

基金項(xiàng)目：國家級實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心聯(lián)誼會機(jī)械類虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺建設(shè)項(xiàng)目；教育部高等教育司產(chǎn)學(xué)合作協(xié)同育人項(xiàng)目（201902152008）；教育部高等教育司產(chǎn)學(xué)合作協(xié)同育人項(xiàng)目（201902152009）；哈爾濱工業(yè)大學(xué)教育教學(xué)改革專題項(xiàng)目（XYZ2020012）