副標(biāo)題#e#    為了更好地實現(xiàn)實驗?zāi)康?提高實驗效率,作者以機(jī)構(gòu)運動方案設(shè)計實驗的要求、實驗原理、方法為藍(lán)本,用計算機(jī)虛擬實驗技術(shù),模擬仿真該實驗的全過程,設(shè)計了一個機(jī)構(gòu)運動方案設(shè)計虛擬實驗系統(tǒng).應(yīng)用該系統(tǒng),學(xué)生在實驗前在計算機(jī)上對自己所設(shè)計方案的可行性、正確性進(jìn)行可視化驗證,然后再進(jìn)行實際的拼接,提高了實驗效率.
   
    1虛擬實驗系統(tǒng)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(jìn)行真實的模擬.
    2)靈活性強(qiáng),零件的參數(shù)能根據(jù)需要隨時進(jìn)行調(diào)整,實現(xiàn)尺寸驅(qū)動功能,即改變其中一個零件的參數(shù)后,只需要重建模型,其它零件的相應(yīng)點的位置會跟著發(fā)生改變,零件之間依然保持相應(yīng)的聯(lián)結(jié)關(guān)系,而不需重新進(jìn)行裝配.
    3)對于機(jī)構(gòu)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(dǎo)功能.系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)流程圖如圖1所示.

    
    2系統(tǒng)開發(fā)方法
   
    虛擬實驗系統(tǒng)選用的平臺是三維設(shè)計軟件系統(tǒng)SolidWorks。SolidWorks它是基于Windows的全參數(shù)化特征造型軟件,可十分方便地實現(xiàn)復(fù)雜的三維零件實體造型、復(fù)雜裝配和生成工程圖,以參數(shù)化和特征建模的技術(shù)為核心,為設(shè)計人員提供了良好的設(shè)計環(huán)境,還可以方便地對SolidWorks進(jìn)行二次開發(fā).用戶二次開發(fā)的應(yīng)用程序,可直接掛在SolidWorks的菜單下,形成統(tǒng)一的界面.一般而言,開發(fā)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(shù)據(jù)交換。
   
    SolidWorks的API(Application Programming Interface應(yīng)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(chǔ)的COM(Component Object model).Idispatch的方法可用于VB、VBA或VC的開發(fā)環(huán)境,常作為快速開發(fā)的手段.本文開發(fā)的實驗系統(tǒng)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(tǒng)需要用不同的設(shè)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(jìn)行一次性加載,以后啟動SolidWorks,就可自動加載該DLL,無須再進(jìn)行加載操作,十分方便.
   
    3系統(tǒng)功能的實現(xiàn)
   
    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(jìn)行零件的三維造型,并把所有實驗室內(nèi)要用到的零件做成了一個零件庫.通過對SolidWorks進(jìn)行設(shè)置,可以使自己創(chuàng)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(diào)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(chuàng)建的零件庫內(nèi)所有零件都以圖標(biāo)的形式陳列在窗口內(nèi),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.