CN107393404A - 一种部件虚拟组装实训教学系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种部件虚拟组装实训教学系统，其特征在于，包括：客户端子系统和服务器子系统,客户端子系统包括教师模块和学员模块，服务器子系统包括学习模块、训练模块和考核模块，客户端子系统与服务器子系统通过网络进行通讯，教师模块供教师发送学习指令、上传教学案例和实训项目、评阅考核结果；学员模块供学生接收教师的任务指令，完成学习、训练和考核。本发明的部件虚拟组装实训教学系统，与实体部件组装实训教学虚实结合、互依共存、优势互补，在保持较低实训教学成本的情况下，很好地完成实践教学规划，提升学生培养质量。
Description
技术领域
本发明涉及一种教学系统，特别涉及一种部件虚拟组装实训教学系统。
背景技术
部件是设备整机的组成单元，部件组装涉及机械制图、零件加工工艺、公差配合、力学等知识，而这些内容大多是教学中的难点。通过部件组装操作，可以使学生在实践中巩固所学知识，提升对部件结构的认识，了解部件的功能及其与设备的关系。现有部件组装实训室虽然开设有粉针分装封口设备的八个部件的组装实训项目，但由于台套数、场地及实训时间的限制，再加上学生在组装操作中缺乏经验，经常会造成零件的损坏，这些因素大大增加了实践教学成本、影响了部件组装实训效果。
发明内容
本发明的目的在于提供一种部件虚拟组装实训教学系统,以提升教学质量。
本发明采用了如下技术方案：
一种部件虚拟组装实训教学系统，其特征在于，包括：客户端子系统和服务器子系统,客户端子系统包括教师模块和学员模块，服务器子系统包括学习模块、训练模块和考核模块，客户端子系统与服务器子系统通过网络进行通讯，教师模块供教师发送学习指令、上传教学案例和实训项目、评阅考核结果；学员模块供学生接收教师的任务指令，完成学习、训练和考核。
进一步，本发明的一种部件虚拟组装实训教学系统，还可以具有这样的特征：学习模块提供机械制图与公差配合、工程力学以及机械零件组装工艺的知识内容。
进一步，本发明的一种部件虚拟组装实训教学系统，还可以具有这样的特征：学习模块还包括：粉针分装封口设备的理瓶部件、送瓶部件、送粉部件、分装部件、理塞部件、盖塞部件、理盖部件以及轧盖部件的结构组成、工作原理、及其在设备中作用的内容。
进一步，本发明的一种部件虚拟组装实训教学系统，还可以具有这样的特征：训练模块设有粉针分装封口设备的理瓶部件、送瓶部件、送粉部件、分装部件、理塞部件、盖塞部件、理盖部件以及轧盖部件的动作模拟运行、三维动画组装演示以及虚拟组装训练。
进一步，本发明的一种部件虚拟组装实训教学系统，还可以具有这样的特征：其中，在虚拟组装训练模块中，在组装的每一个步骤都会弹出预设的提示。
进一步，本发明的一种部件虚拟组装实训教学系统，还可以具有这样的特征：考核模块设有理论考核和实操考核两部分，学员模块提供申请考核时间的选项，考核申请次数不超过两次，学员模块由系统随机产生考核内容。
进一步，本发明的一种部件虚拟组装实训教学系统，还可以具有这样的特征：其中，各个部件采用模块化结构。
进一步，本发明的一种部件虚拟组装实训教学系统，还可以具有这样的特征：当学习模块和训练模块中的项目由系统判断为学习结束后才能进入考核模块。
进一步，本发明的一种部件虚拟组装实训教学系统，还可以具有这样的特征：其中，服务器子系统各模块采用Unity 3D软件开发。
发明的有益效果
1.部件虚拟组装实训教学系统建立了不受时空限制的实训教学环境，使学生在开放、交互的平台上进行自主、高效、安全且经济的学习、实训操作。
2.部件虚拟组装实训教学系统可操作性高、成本低，与实体部件组装实训教学互依共存，并虚实结合、优势互补，可大规模降低维护部件硬件的成本，提高学生的实践教学效果，使学生在虚拟反复训练和实际操作的过程中掌握技能、提升动手能力。
3.部件虚拟组装实训教学系统使学生先在虚拟教学环境中进行“数字产品”部件组装，以了解和掌握部件结构、零件组装顺序、操作技巧，为现场部件组装做好前导工作，以减少实操时的组装操作错误、避免零部件损坏、降低实训成本。
附图说明
图1是本发明的结构组成图。
图中标号：1-部件虚拟组装实训教学系统，11-客户端子系统,12-服务器子系统，111-教师模块，112-学员模块，121-学习模块，122-训练模块，123-考核模块。
具体实施方式
以下结合附图来说明本发明的具体实施方式。
如图1所示，部件虚拟组装实训教学系统1，包括客户端子系统11和服务器子系统12。
客户端子系统11包括教师模块111和学员模块112，服务器子系统12包括学习模块121、训练模块122和考核模块123，客户端子系统11与服务器子系统12通过网络进行通讯。
教师模块111供教师发送学习指令、上传教学案例和实训项目、评阅考核结果；学员模块112供学生接收教师的任务指令，完成学习、训练和考核。
服务器子系统12包括的学习模块121用于学生学习部件组装所涉及的机械制图与公差配合、工程力学、机械零件组装工艺等知识，以及粉针分装封口设备的理瓶部件、送瓶部件、送粉部件、分装部件、理塞部件、盖塞部件、理盖部件、轧盖部件的结构组成、工作原理、及其在设备中的作用。
服务器子系统12包括的训练模块122设有粉针分装封口设备8个部件的动作模拟运行、三维动画组装演示、及虚拟组装训练，并配有操作说明和提示，用于学生在三维虚拟环境中通过观摩、组装操作，学习调用零件模型、获得部件组装的体会和经验。在组装操作过程中每一个步骤均带有提示。在不同的实施方式中，对于提示，既可以设置为只有当学生点求助按钮时才显示提示，也可以一直显示提示。
服务器子系统12包括的考核模块123设有理论考核和实操考核两部分，理论考核用于检验学生在学习模块121中学习的情况，实操考核用于检验学生利用虚拟仿真手段实施部件组装的技能。学员模块112可供申请考核时间，最多可申请考核两次，考核内容由系统随机产生；教师模块111可以供教师评阅考核情况。
部件虚拟组装实训教学系统1采用模块化结构，只有系统判断学生已经完成学习模块121和训练模块122的相关操作后才允许学生进入考核模块123。
服务器子系统12各模块采用Unity 3D软件开发。
使用时，客户端子系统11的教师模块111供教师登录实训教学平台，发送学习指令、上传教学案例和实训项目、查阅评价学生自我完成的训练项目和考核结果。客户端子系统11的学员模块112供学生登录实训教学平台，接收教师的任务指令而完成相关知识的自主学习、进行无时空限制的部件虚拟组装、预约考核时间并参加考核。考核模块123在学生登录后，首先会随机抽取试题库中的30道理论考核试题，并要求在规定的时间内完成并提交，提交后，考核模块123会给出理论考核的成绩。然后进入实操考核阶段，考核模块123从零件模型库中随机抽取一组零件，要求学生在一定的时间内完成部件的组装工作。操作时，如果组装顺序、位置不正确，则无法继续进行，此时有两次提醒帮助，但会扣分，最终系统会根据组装时间、错误次数及提醒次数给出实操考核的成绩。
本发明利用虚拟现实技术开发一种可操作性高、适合制药设备专业的部件虚拟组装实训教学系统，与实体部件组装实训教学虚实结合、互依共存、优势互补，在保持较低实训教学成本的情况下，很好地完成实践教学规划，提升学生培养质量。
Claims (9)
1.一种部件虚拟组装实训教学系统，其特征在于，包括：
客户端子系统和服务器子系统,客户端子系统包括教师模块和学员模块，服务器子系统包括学习模块、训练模块和考核模块，客户端子系统与服务器子系统通过网络进行通讯，教师模块供教师发送学习指令、上传教学案例和实训项目、评阅考核结果；学员模块供学生接收教师的任务指令，并设有学习模式、训练模式和考核模式。
2.根据权利要求1所述的一种部件虚拟组装实训教学系统，其特征在于：
其中，所述学习模块提供机械制图与公差配合、工程力学以及机械零件组装工艺的知识内容。
3.根据权利要求1所述的一种部件虚拟组装实训教学系统，其特征在于：
所述学习模块还包括：粉针分装封口设备的理瓶部件、送瓶部件、送粉部件、分装部件、理塞部件、盖塞部件、理盖部件以及轧盖部件的结构组成、工作原理、及其在设备中作用的内容。
4.根据权利要求1所述的一种部件虚拟组装实训教学系统，其特征在于：
所述训练模块设有粉针分装封口设备的理瓶部件、送瓶部件、送粉部件、分装部件、理塞部件、盖塞部件、理盖部件以及轧盖部件的动作模拟运行、三维动画组装演示以及虚拟组装训练。
5.根据权利要求4所述的一种部件虚拟组装实训教学系统，其特征在于：
其中，在虚拟组装训练模块中，在组装的每一个步骤都会弹出预设的提示。
6.根据权利要求1所述的一种部件虚拟组装实训教学系统，其特征在于：
所述考核模块设有理论考核和实操考核两部分，学员模块提供申请考核时间的选项，考核申请次数不超过两次，学员模块由系统随机产生考核内容。
7.根据权利要求1所述的一种部件虚拟组装实训教学系统，其特征在于：
其中，各个部件采用模块化结构。
8.根据权利要求1所述的一种部件虚拟组装实训教学系统，其特征在于：
当学习模块和训练模块中的项目由系统判断为学习结束之后，才能进入考核模块。
9.根据权利要求1所述的一种部件虚拟组装实训教学系统，其特征在于：
其中，所述服务器子系统各模块采用Unity 3D软件开发。
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