汽车结构拆装实训课程虚拟教学系统开发

宋小艳，刘菲菲

（沈阳城市建设学院 机械工程学院，辽宁 沈阳 110167）

汽车结构拆装实训是交通运输专业独立的实验课，是学生在学习汽车原理与构造等理论课程的基础上，通过实操环节，对汽车的发动机、变速箱、整车及各部分总成的构造及工作原理有深刻的了解和掌握，进而加深学生对理论课程内容的理解和掌握。通过课程学习，要求学生掌握汽车整车基本构造，熟悉汽车主要总成工作原理，掌握正确使用各种拆装工具及专用工具和专用设备仪器，正确拆装汽车各个部位，根据车辆拆装需要能够利用先进的设备进行拆装与检测，培养学生分析问题、解决问题的能力。传统教学方法需要购买汽车各总成设备，前期投入资金多，占地面积大，拆装工具和零部件丢损严重，实践操作过程中具有不安全性。

1 虚拟拆装系统开发

汽车虚拟拆装系统以汽车发动机和底盘主要零部件为研究目标，将虚拟仿真技术与传统汽车结构拆装实训课程内容相结合，开发汽车虚拟拆装教学系统，最终实现汽车理论讲解与汽车各总成虚拟拆装的交互式学习。

2 软件功能介绍

登录后即可进入系统的主页，可以看到软件的功能按钮，包括设置、视频、报告、微信、养护、工具、文件夹等信息。通过该实训软件，可以虚拟拆装发动机和底盘的零部件，拆装过程中可以识别各零部件的在汽车上的具体位置，理解各个结构的作用、工作过程、动力的传递路径，真实模拟发动机和底盘的具体结构，同时可以对车身外部进行检测。

2.1 实训场景

点击维修课程按钮，进入主场景。左边为常用工具箱，共六层分别是工具和零件。在视图区域可以看到我们需要操作实训课程的3D效果。在场景中按住鼠标左键用于旋转场景，按住鼠标右键用于改变主场景的视野，拉近或者拉远页面，如图1所示。

2.2 各种图标含义

主界面上面为实训操作车辆，能够显示实训时间的长短，资料放置区用于显示维修工具和参考资料等。

3 工具

3.1 工具箱

点击工具，打开工具箱，工具箱有在具体的拆装过程中用于拆卸零部件的所需工具，点击工具车，弹出工具车的详细信息，主要由组合框、零件放置框和工具放置框组成。具体工具如图2所示。

3.2 组合框

位于顶部的组合框主要是用于组合合适的工具对零件进行拆装，用户可以根据需要进行组合。同时也只有多个相同接口的零件才能进行组合，如果选择的零件一个是大接口一个是小接口，都不能进行组合，否则会出现报错提示。

3.3 零件车

零件车用来放置各种类型及尺寸的零件和工具，主要分为六层，各层都放置不同的工具。用户可以根据需要打开这六层工具箱进行组合使用。

点击零件车图标，可以进入零件车页面，点击零件车中的零件，会显示出该零件的名称信息。如果需要安装该零件则点击页面上的安装即可，如果不需要使用会弹出报错提示。

3.4 使用报错

点击使用按钮，即可使用相应的工具，如果当前场景不需要使用工具，那么会出现报错提示，点击确认按钮即可关闭报错按钮。

3.5 扭力扳手的使用

当使用扭力扳手时，通过调整扭力扳手上面的红色旋转按钮，即可对扭力进行调整，或者直接在扭力调整文本框中直接输入需要多大的扭力，如图3所示。

3.6 升降机

点击升降机，进入使用页面，点击顶起位置按钮，进入如图4所示页面，点击其中任意一副图，即可将车辆顶到相应的位置，关闭升降界面，在住场景中车辆则回复到地面。

3.7 资料信息

点击资料进入资料界面，资料包括维修手册，以及教学教案两个部分，点击维修手册进入该实训的维修手册信息，包括技术人员，以及维护项目作业表等信息。点击教学教案即可对教学教案的资料进行查看。点击维修资料界面的技术员文件，可以进入该文件，查看其基本信息。

4 虚拟仿真综合管理

4.1 发动机维护

点击车辆的发动机舱，发动机舱打开，点击箭头会出现车体相应位置的名称，点击需要检测部位对应的箭头即可对该车体的各个部位进行详细检测。具体如图5所示。

4.2 发动机舱

点击车体上面的箭头信息，可以看到相应位置的名称，选择发动机机舱箭头按钮，点击即可进入详细的机舱界面。点击页面上的信息，对机舱进行检测，如图6所示。

5 车身检测

点击车身检测，可以对车身的外部进行维护检测，点击车身上面出现的箭头，可以检测其对应的各个部位，如图7所示。

6 车灯维护检测

点击车身外部的车灯指示箭头，进入车灯检测界面，点击放大镜按钮将放大镜放在车灯上面，点击车灯即可出现车灯检测的结果信息。

7 数据共享设置

用户可点击数据共享设置进入系统操作界面，用户根据系统显示的功能可了解数据共享设置。根据实际需求进行数据共享，从而提高用户的使用流畅度。

8 学生列表

学生列表中按序号排列，用户可查看学生姓名、民族、性别、学籍号、证件号码、就读方式、入学时间、户口所在地和家庭地址等信息。

9 结论

汽车结构拆装虚拟教学系统模拟汽车拆装结构实训课程的拆装项目，学生可以通过网络，在学习平台上随时学习，解决了实践教学过程中必须在实训室完成教学，解决了实践教学中受设备、场地等限制，既降低了设备购置成本，使用过程的耗材成本，同时也降低了拆装过程中可能存在的事故风险。软件操作简单，界面丰富，提高了学生的学习兴趣和教学质量。

该虚拟拆装教学系统可应用于本、专科院校交通运输、车辆工程、汽车服务等专业的汽车原理与构造、汽车拆装实训等课程的教学过程中，可用于学生课前预习和课后巩固复习， 有助于学生更直观地熟悉汽车零部件结构、工作原理和拆装步骤。