基于SView的齿轮泵虚拟拆装实训平台开发

王仲勋，陶海龙，王 杰，李思通，王婷婷

（1.烟台职业学院船舶工程系，山东烟台264670；2.安徽理工大学机械工程学院，安徽淮南232001）

基于SView的齿轮泵虚拟拆装实训平台开发

王仲勋1，2，陶海龙1，王 杰1，李思通1，王婷婷1

（1.烟台职业学院船舶工程系，山东烟台264670；2.安徽理工大学机械工程学院，安徽淮南232001）

基于SView开发平台，制作了交互性及灵活性极强的齿轮泵虚拟拆装实训平台，展示了SView软件的应用及其开发步骤，为相关虚拟实验平台建设提供了参考。

齿轮泵；虚拟拆装；实验；SView

三维轻量化浏览器SView，是一款完全自主的高性能三维CAD可视化应用软件。通过对三维CAD模型的轻量化处理，能够满足万个零部件以上的大装配浏览，航天G级三维CAD数模打开速度平均100 Mb/s。SView具有主流三维CAD转换、轻量化装配、PMI（产品制造信息）浏览、3D批注及注释、3D装配工艺仿真、干涉检查、CAVE（沉浸式仿真）、IETM（交互式电子技术手册）等功能。机电设备拆装及测绘是当代机械专业学生重要的专业技能，由于受实训场地、设备、指导教师等等因素的影响，出现成工位不足、教学手段单一、效果不明显等。基于上述现状，本文开发了齿轮泵虚拟拆装实训平台，以弥补场地、设备、工位等因素的影响［1-2］。

1 虚拟实训平台开发思路

根据实物测绘数据并参阅相关图纸，应用SolidWorks软件对齿轮泵实体进行建模及装配，为方便展示螺塞、弹簧、钢珠定位圈等内部结构，将泵盖零件改为半透明［3］，如图1所示。

建模完成后，在SVLConverter中将齿轮泵装配体轻进行量化处理。在SView中打开要制作考试练习的3D数模并录制拆装动画，用于拆卸练习之前对于零组件拆装顺序的学习。建立拆卸任务并根据零组件拆装顺序创建拆装步骤。步骤创建完成后可以对步骤名称根据需要进行修改，还可以根据需要对任务步骤进行动作编辑。整个任务创建完成后，分别设置任务属性为考试和练习，并保存。

至此，虚拟实训平台建设完成，后期可在PC或者手机SView_exam中拆装练习或者考试。

虚拟实训平台开发工作流程如图2所示。

图2 虚拟实训平台开发工作流程

2 虚拟实训平台开发步骤

建成后的考试系统如图3所示，其具体开发步骤包括三维模型轻量化处理、录制拆装动画、建立拆卸任务、动作编辑、保存练习和考试。

图3 考试系统

2.1 三维模型轻量化处理

打开SVLConverter，导入SolidWorks软件建模的三维造型，转换齿轮泵装配体格式为.svl。在参数设置中按照工作要求可进行LOD、公差值及颜色等设置［4］。

2.2 录制拆装动画

为方便学生拆卸练习之前对于零部件拆装顺序的学习，可录制齿轮泵虚拟拆装动画。在SView软件中打开轻量化处理后的齿轮泵装配体，点击“动画”-“录制”-“捕获摄像机”以捕获当前模型视角。在“过程”中“新建步骤”，按照拆卸顺序依次将螺栓、平垫圈等零件“旋出”并“淡出”。继续“新建步骤”，将泵盖、螺塞、弹簧、钢珠定位圈“拖拽”并“淡出”。后续零件拆装依次进行。录制动画过程中注意，如一个步骤中有多个零件需拆卸时，每个零件装配仿真编辑器中需将时间帧调回到0.00。

2.3 建立拆卸任务

为使后期的练习和考试有标准可依，创建拆装动画后，点击“任务”-“新建任务”建立拆卸任务。选中螺栓、平垫圈等零件拖拽到零组件面板中，在任务面板中右键添加步骤，后续拆卸步骤依次进行，步骤的名称可以根据练习和考试的不同要求自行修改。

2.4 动作编辑

学生在练习过程中，会出现拆装顺序混乱，实训平台会弹出相应步骤的拆卸动画自动播放。在相应拆卸步骤上选择“动作编辑”，在弹出的对话框中选择“失败动作”，活动类型选择“播放动画”，然后点击“添加动作”，在右侧关联中选择相应的动画即可。

2.5 保存练习和考试

拆卸步骤完成后即可保存为练习或考试文件，保存时可根据需要设置限制时间，也可根据需要选择练习或考试时是否只显示已完成步骤。

3 小结

基于SView开发的安全、无成本虚拟实训平台，拆卸练习和考试在PC或手机中均可完成，练习足够熟练后可参加考试，考试结束后会自动生成根据时间和拆卸步骤的综合打分，满分的学生可参与实物的拆装训练。教师在教学过程中可根据自己的需要自行设计实训任务，丰富了教学手段，为相关虚拟实验平台建设提供了参考。

［1］徐英欣,杨建文,张安鹏.Virtools虚拟互动设计实例解析［M］.北京:北京航空航天大学出版社,2012.

［2］肖武,吴静谧,冉慧丽,等.基于Virtools的氨合成塔模拟及虚拟系统构建［J］.实验室研究与探索,2013（32）:68-71.

［3］胡亮,王兰美,宋宏鹏,等.SolidWorks、3DSMax结合Virtools实现虚拟现实应用研究［J］.山东理工大学学报,2010,24（3）:103-106．

［4］付志勇,高鸣.三维游戏设计［M］.北京:清华大学出版社,2008．

【责任编辑：任小平 renxp90@163.com】

The development of virtual experiment teaching platform of gear pump based on SView

WANGZhong-xun1,2,TAOHai-long1,WANGJie1, LI Si-tong1,WANGTing-ting1
（1.Department ofShippingEngineering,Yantai Vocational College,Yantai 264670,China; 2.College ofMechanical Engineering,Anhui UniversityofScience and Technology,Huainan 232001,China）

The virtual experiment teaching platform of gear pump was developed.It was of high flexibility and interactivity.It showed the development steps and application in teaching field.It was helpful for classroom teachingand self-studyingand supplied reference for further virtual experiment teachingplatform.

gear pump;reducer assemblyand disassembly;experiment;SView

TH325

A

1008-0171（2017）02-0050-03

2016-10-10

王仲勋（1980-），男，山东安丘人，烟台职业学院讲师，安徽理工大学在读博士。