一种基于Unity3D的皮带机仿真教学装置的制作方法

一种基于unity3d的皮带机仿真教学装置
技术领域
1.本发明涉及仿真教学模拟技术领域，具体为一种基于unity3d的皮带机仿真教学装置。


背景技术：

2.现今皮带机在工业运输物料中应用十分广泛。输送距离长，运输稳定，极大提高了物料运送工作效率，降低了工作强度。当下皮带机的功能变得越来越丰富，对操作技术的要求越来越高。因此，对于皮带机操作技术人员的培训需求日益增加，而unity3d是unity科技公司所推出的目前市面上应用最为广泛的虚拟现实引擎之一，拥有稳定、高效等众多特点。unity3d采用nvidia的physx物理引擎，并拥有高度优化的渲染通道和烘焙系统，可以制作出接近真实的物理效果和绚丽的3d场景。
3.现有的技术培训方法都是经验培训，由操作熟练的技师在现场进行手把手教学。由于现场环境的限制，培训存在安全隐患以及分配到每个学员的实际操作时间有限，教学质量无法得到保障。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种基于unity3d的皮带机仿真教学装置，以解决上述背景技术中提出的现有的技术培训方法都是经验培训，由操作熟练的技师在现场进行手把手教学。由于现场环境的限制，培训存在安全隐患以及分配到每个学员的实际操作时间有限，教学质量无法得到保障的问题。
5.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种基于unity3d的皮带机仿真教学装置，包括：皮带机三维模块、皮带机操作模块、材质模拟模块、实物材质模块库和皮带机故障模拟演示模块；
6.其中皮带机操作模块包括：脚本程序模块、场景漫游模块和交互操作模块；
7.所述皮带机三维模块：利用三维建模软件3ds max构建完整的皮带机三维模型；
8.所述脚本程序模块：将3ds max中制作好的操作动画进行切片处理，通过编写脚本程序完成操作动画的播放控制。
9.优选的，所述皮带机三维模块模型的建立参考真实的皮带机，三维模型零部件的组成关系与实体设备保持一致。
10.优选的，所述材质模拟模块对皮带机三维模型添加实物材质模块库内的材质或者图片，使得模型更接近于真实世界的实物。
11.优选的，所述材质模拟模块修改模型的坐标轴，确保制作操作动画时皮带机能够按照正确的方向移动。
12.优选的，所述材质模拟模块在3ds max中使用关键帧动画、曲线编辑动画对皮带机的操作动画进行制作。
13.优选的，所述皮带机故障模拟演示模块通过unity3d系统中的animation动画机及
各种组件，以搭建的皮带机三维模块为基础，按照实际故障现象制作连续的动态表现过程来演示故障现象以及对故障检修处理方法的全过程。
14.优选的，所述场景漫游模块：用于用户通过鼠标和键盘对计算机屏幕中的皮带机模型进行全方位观察，并在三维场景中进行漫游。
15.优选的，所述交互操作模块：利用鼠标拖拽实现皮带机的交互式操作。
16.与现有技术相比，本发明的有益效果是：该基于unity3d的皮带机仿真教学装置，利用三维建模软件3ds max对皮带机模型进行构建，并在3ds max中对构建的模型进行处理，添加材质，制作皮带机的操作动画。将模型和动画导入到unity3d软件中构建虚拟运作场景，通过添加脚本实现对皮带机的操作。通过unity3d中的各种组件，实现皮带机出现不同类型故障的虚拟仿真，并对故障检修处理方法进行模拟教学。
17.通过虚拟培训系统，学员可以在实际上岗之前实现多次重复的训练，不受场地、时间上的限制。在实际操作中遇到的各种故障以及问题可以通过虚拟仿真进行教学，不必依赖经验也可以进行解决。如此不仅可以极大的减少对技师的依赖，而且还能够保证学员的培训质量，提高培训效率。降低了学员在实际操作过程当中由于经验不足而可能出现的安全隐患，对改善该领域培训新技师效率和质量不足的现状有着特殊的意义。
附图说明
18.图1为本发明流程结构示意图。
具体实施方式
19.在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上；术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”、“前端”、“后端”、“头部”、“尾部”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
20.在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
21.请参阅图1，本发明提供如下技术方案：一种基于unity3d的皮带机仿真教学装置，包括：
22.皮带机三维模块、皮带机操作模块、材质模拟模块、实物材质模块库和皮带机故障模拟演示模块；其中皮带机操作模块包括：脚本程序模块、场景漫游模块和交互操作模块；皮带机三维模块：利用三维建模软件3ds max构建完整的皮带机三维模型；脚本程序模块：将3ds max中制作好的操作动画进行切片处理，通过编写脚本程序完成操作动画的播放控制。皮带机三维模块模型的建立参考真实的皮带机，三维模型零部件的组成关系与实体设备保持一致。材质模拟模块对皮带机三维模型添加实物材质模块库内的材质或者图片，使得模型更接近于真实世界的实物。材质模拟模块修改模型的坐标轴，确保制作操作动画时
皮带机能够按照正确的方向移动。材质模拟模块在3ds max中使用关键帧动画、曲线编辑动画对皮带机的操作动画进行制作。皮带机故障模拟演示模块通过unity3d系统中的animation动画机及各种组件，以搭建的皮带机三维模块为基础，按照实际故障现象制作连续的动态表现过程来演示故障现象以及对故障检修处理方法的全过程。场景漫游模块：用于用户通过鼠标和键盘对计算机屏幕中的皮带机模型进行全方位观察，并在三维场景中进行漫游。交互操作模块：利用鼠标拖拽实现皮带机的交互式操作。
23.综上，该基于unity3d的皮带机仿真教学装置，使用时，首先学员在正式上岗前可以通过该仿真教学系统来学习对皮带机的操作以及对于皮带机发生各种故障的检修处理方法，通过鼠标和键盘对计算机屏幕中的皮带机模型进行全方位观察，并在三维场景中进行漫游，来从多个角度观察皮带机三维模块，而皮带机三维模块是根据真实皮带机进行3ds max构建的模块，可以使学员从全方位对皮带机进行了解观察，之后可以搭建的皮带机三维模块为基础，利用材质模拟模块的控制，学员选择向皮带机三维模型内添加实物材质模块库内的材质或者图片，使得模型更接近于真实世界的实物，之后通过编写脚本程序控制，来在交互操作模块作用下，利用鼠标拖拽实现皮带机的交互式操作，来使皮带机进行模拟传动作业，了解皮带机的传动过程，此外为扩展学员的学习范围，通过皮带机故障模拟演示模块，以及unity3d中的各种组件，实现皮带机出现不同类型故障的虚拟仿真，照实际故障现象制作连续的动态表现过程来演示故障现象以及对故障检修处理方法的全过程，降低了学员在实际操作过程当中由于经验不足而可能出现的安全隐患，对改善该领域培训新技师效率和质量不足的现状有着特殊的意义。
24.可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本发明的原理而采用的示例性实施方式，然而本发明并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本发明的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本发明的保护范围。