第27卷第9期 2008年9月

实验室研究与探索

RESEARCHANDEXPLORATIONINLABORATORY

Vo.l27No.9

Sep.2008

三坐标测量机交互式虚拟实验室的设计

高大军, 余晓芬

(合肥工业大学仪器仪表学院,安徽合肥230009)

摘 要:根据三坐标测量机的基本结构、工作原理和测量实验,阐述了三坐标测量机交互式虚拟实验室的实现方法,包括三坐标测量机的三维建模、场景编排以及测量过程的交互式设计等内容,为高校课堂

教学和实验教学引入多媒体技术和网络技术提供了一种新的尝试。关键词:三坐标测量机;虚拟实验室;交互式

中图分类号:G642.423 文献标识码:A 文章编号:1006-7167(2008)09-0058-04

DesignofInteractiveVirtualLaboratoryofCoordinateMeasuringMachine

GAODa-jun, YUXiao-feng

(SchoolofInstrumen,tHefeiUniversityofTechnology,Hefei230009,China)

Abstract:Basedonthefundamentalstructure,workingprincipleandmeasuringmethodofcoordinatemeasuringma-chine(CMM),thispaperaddressedthedesignofinteractivevirtuallaboratory,includingtheestablishmentofthegraphicmodelandexperimentalsceneoftheCMMaswellastheprogramdesignoftheinteractivemeasuring.Itisanewattempttoapplythemultimediaandwebtechnologytocollegeteaching.Keywords:coordinatemeasuringmachine;virtuallaboratory;interactive

CLCnumber:G642.423 Documentcode:A ArticleID:1006-7167(2008)08-0058-04

1 引 言

虚拟技术作为一门新型技术,在航天飞行、军事训练、模拟加工等许多领域得到了很好的应用。对教育系统而言,每年都需要大量的资金用于各类实验室建设,由于受经费和实验条件等因素的限制,许多实验在普及和优化方面受到很大影响,而通过构建虚拟实验室来模拟真实实验,可在一定程度上满足教学和实践的需要。

三坐标测量机作为坐标和形位尺寸的测量工具,已广泛应用于机械制造、电子工业、汽车和航空工业等生产加工领域。三坐标测量机交互式虚拟实验室系统是以实际仪器为原型,建立仪器的三维模型,结合测量

收稿日期:2007-03-27

基金项目:合肥工业大学精品课程项目(101-034008);校教改项目(101-033016)

作者简介:高大军(1968-),男,安徽蚌埠人,博士,讲师,主要研究方向:测试技术及仪器;Te:l13955180345;E-mai:ldjgao@163.com

原理和测量方法,设计出能够模拟实际操作和实验教学的虚拟实验室系统,它具有生动性、交互性和智能性

等特点。

2 方案设计

虚拟实验室可通过多种方法构建,如三维建模技术、动态模拟技术、Flash技术、ActiveX技术以及VRML技术等。三坐标测量机交互式虚拟实验室首先是通过使用MDT软件完成三维参数化实体造型和虚拟装配,然后运用3DS来完成渲染和自动演示部分的制作,达到既符合机械设计要求,又满足视觉美观的三维效果,最后通过软件编程实现界面编排、虚拟场景、人机交互等功能。

虚拟实验室系统的开发过程主要分为虚拟元件构建和实验平台设计两个部分,其中元件构建包括虚拟造型、装配、渲染和演示制作等环节;平台设计则包括界面设计、场景设计以及交互式功能设计,整个系统开发流程如图1所示。