汽车构造三维虚拟实验教学系统

适用专业：车辆工程、汽车工程、汽车与交通工程、能源与动力工程等相关专业。

汽车构造类课程是车辆工程、汽车工程等相关专业的一门主干基础课，其理论性和实践性都很强，它的实验教学是汽车构造课程教学中的一个重要实践环节。目前，现实中的汽车构造实验存在以下局限性：

1、硬件依存性较强，只能在特定实验室中进行；

2、需要数量较大的仪器设备，才能满足学生人手一套设备独立进行实验的需求；

3、部分实验的操作过程比较繁琐，导致学生在实物实验中操作不顺畅，
随着招生规模的逐年扩大，教学改革的不断深入，汽车构造实验的教学任务越来越重，仪器设备台套数和实验教师数量相对不足等问题愈加突出。为了以最少的经费投入解决以上问题，并进一步激发学生的学习兴趣、增强实验效果、提高实验教学质量，我们开发了汽车构造三维虚拟实验教学系统软件。

该软件可在网上开展的虚拟实验，软件模拟实验中用到的器材和设备，提供与真实实验相似的实验环境，提供网上实验教学过程管理功能，包括：典型实验库的维护、实验安排、提交实验报告、实验批改、成绩统计、实验答疑等功能模块。可满足高等学校和各类培训机构实验教学环节的需要，尤其适用于远程教学。

使用现有器材模型，系统可开展如下2个常用汽车构造虚拟实验的训练：

1、承载式轿车白车身结构与装配虚拟实验

2、汽车结构展示与拆装虚拟实验(vr)

承载式轿车白车身结构与装配虚拟实验

实验通过三维虚拟仿真技术，实现了对车身结构建模仿真，如：车身底板、发动机仓、发动机罩、行李舱、顶盖、车门、侧围等部件。实验分为结构分解与结构装配两大模块，并在结构装配中设有学习模式与考核模式。讲解车身拆装工艺流程，提高车身结构设计能力。学生可在虚拟仿真环境中操作实验、观察结构，巩固理论知识、训练实验技能，强化科学素养、提高创新能力。

图1模式选择

鼠标点击进入学习模式，左侧为车身工艺流程图按钮。上部操作提示区域有文字提示操作，可在车身工艺流程图中选择相应分总成进行装配实验。

图2组装流程图

图3认知模块

爆炸显示白车身本体及覆盖件分总成，鼠标悬浮各个分总，对应分总成高亮显示并显示该分总成名字。

图4分总成界面

鼠标左键点击白车身本体，进入白车身本体模型展示窗口，鼠标拖动旋转模型，可任意角度观察模型结构。

图5切换观看角度

鼠标左键点击白车身本体，白车身本体各个分总成爆炸显示。

图6分总成爆炸显示

图7根据提示进行组装

汽车结构展示与拆装虚拟实验（vr）

实验提供以下设备三维模型：汽车车身、汽车轮胎、发动机、散热器、滤清器、蓄电池等。并支持用户自由更换车身颜色，在提供红、黄、蓝3种典型颜色供选择的同时，还提供专业的调色盘供用户自由调配喜欢的颜色实验支持用户自由更换汽车的轮胎，提供三种以上不同形式的轮胎供用户选择，同时配有更换轮胎的仿真特效；支持拆卸和装配操作，用户需首先打开引擎盖，然后再进行相关部件的拆装操作，支持拆装的部件包括：发动机、散热器、滤清器、蓄电池等，支持用户自由地开关车灯，同时展现相应的灯光特效；

系统支持用户在驾驶室内启动引擎、播放和切换音乐，同时在耳机中需播放音乐；

图8设置车体颜色

图9更换车辆轮胎

图10设置车灯状态

按动手柄，隐藏车壳，单独显示汽车底盘供用户仔细观察，底盘结构应清晰逼真；

图11单独显示汽车底盘

图12打开汽车车门

图13拆卸汽车引擎盖

图14驾驶室内启动引擎、播放和切换音乐