[发明专利]虚拟漫游场景下机电设备模型拆装培训系统及其开发方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种虚拟漫游场景下机电设备模型拆装培训系统及其开发方法，属于计算机辅助设计及工业设计领域。

背景技术

依靠先进的多媒体技术，利用三维仿真建模软件、动画制作软件及虚拟游戏开发软件创建虚拟漫游场景下机电设备模型拆装培训系统，让培训对象在维修厂房中自主漫游，“亲手”完成设备零部件模型的拆卸、安装等检修操作，有助于对培训内容的理解和接受。传统的培训方式一般为现场指导与实践训练，由于学员缺乏对设备的直观认知和现场实习的局限性，培训效果往往一般，培训周期较长，不利于学员对培训内容的持久记忆与理解掌握。交互式3D虚拟建构技术实现系统在模型的实时拆装环境中与培训对象互动，用户可根据自身情况在场景中漫游参观，选择操作类型，决定各部件拆装顺序，拖拽模型进行操作，从而为培训对象发挥积极性、获得有效认知创造良好条件。

发明内容

为了解决设备拆装传统培训中存在的问题，本发明提供了一种虚拟漫游场景下机电设备模型拆装培训系统及其开发方法。

本发明的主要技术内容如下：

一种虚拟漫游场景下机电设备模型拆装培训系统，包括：虚拟漫游场景模块；部件拆装演示模块；交互界面进程模块以及后台数据库管理模块。

上述虚拟漫游场景模块构建机电设备拆装、维修的厂房背景，并为用户提供自主漫游功能；所述厂房背景中设有三维仿真模型。

上述三维仿真模型包括电灯、楼梯、电气开关、设备模型拆卸以及装配所需要的工器具。

上述部件拆装演示模块存储事先制作的零部件拆装三维仿真动画，等待用户完成某项特定操作时，触发播放，演示动画展现零部件的拆装过程，当用户拖动零部件释放后，部件自动相互分离或贴合，完成拆卸或装配。

上述交互界面进程模块在培训系统中引导用户进行下一步操作，用户通过操作不同界面进入不同培训单元，并在所述交互界面进程模块帮助下完成相应的设备拆装训练流程。

上述引导的方式包括交互式菜单界面、用户欢迎界面、操作界面、提示对话框、培训内容讲解画面。

上述后台数据库管理模块对日志信息及备注内容进行存储，并提供调用查询功能。

一种虚拟漫游场景下机电设备模型拆装培训系统的开发方法，包括以下步骤：

（1）、利用软件创建机电设备拆装、维修的厂房背景中的三维仿真模型，为三维仿真模型设置碰撞属性，放置设备拆装所需的工器具模型，供漫游用户捡起使用； 

（2）、利用三维动画制作软件，根据培训方机电设备拆装、检修规程的具体要求，针对每个零部件，设计并制作正确规范的部件拆卸、装配过程演示动画；

（3）、利用平面设计软件设计用户欢迎界面、操作界面、提示对话框、培训内容讲解画面，利用可视化编程语言编辑交互式菜单界面，包括条件判定、动画播放、对话框提示进程的链接。

（4）、开发后台数据库，分类存储用户信息，培训记录及其他备注内容，为后台数据库编辑专门的查询与调用操作界面，供用户对后台数据库的访问与管理。

上述步骤（3）中的条件判定包括以下方面：

（1）、零部件拆装顺序判定

a、 零部件拆装顺序正确：触发交互界面进程模块，播放该零部件拆装的三维仿真演示动画；

b、 零部件拆装顺序错误：触发交互界面进程模块，该零部件自动复位，弹出错误提示对话框，用户可进一步操作弹出培训内容讲解画面。

（2）、拆装工作完成判定

c、 拆装工作完成：触发交互界面进程模块，出现提示对话框，公布结果，培训信息自动载入后台数据库；

d、拆装工作未完成：等待用户操作至完成工作。

借由上述技术方案，本发明至少具有下列优点：

本发明通过虚拟漫游场景下机电设备模型拆装培训系统的设计开发。首先构建机电设备零部件拆装、检修工作厂房的虚拟场景，对场景中的所有模型设置碰撞属性，以防发生人物或物体穿透现象；添加用户在场景中自主漫游、操控电气设备、使用工具等操作功能；其次，系统带有各零部件拆装仿真动画，当用户完成指定操作，满足判定条件即可触发播放零部件动画；交互界面进程模块则借助界面设计与可视化编程为用户的交互式操作、条件判定及演示动画的播放等进程提供支持；最后，用户账号信息、培训日志及备注等系统重要数据都将存放在后台数据库进行统一管理，便于系统管理员日后编辑用户权限，调用、查询培训历史等工作。

本发明具有虚拟仿真度高、培训效率高、培训成本低、系统交互性强、适用面广等优点。