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机电一体化虚拟仿真平台搭建

发布时间:2022-10-13

编辑人:灵图互动

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传统机电一体化实验教学,离不开实验仪器、设备的支撑,因而会受到器材稀缺等因素的影响。虚拟仿真技术能够有效解决这一问题。通过虚拟仿真技术,针对机电一体化专业内容进行建设,不依懒于具体的实验设备,并能避免实训教学中可能存在的人身伤害与环境伤害。运用3D模型可以立体展现机电设备的基本机构、工作流程。高度仿真的训练环境,使学生能够生动直观地进行认知,激发学习兴趣。

机电一体化虚拟仿真平台主要由三维建模、控制仿真以及人机交互三大功能组成。

三维建模是机电一体化虚拟仿真平台的关键技术,优质的三维模型能为用户带来强烈的视觉感官冲击。机电一体化虚拟仿真平台的结构原理可以通过三维模型直观反映,但功能效率的仿真还需要控制算法实现。

控制仿真是机电一体化虚拟仿真平台的核心技术,能够实现气动液压、电工电子、数字电路、机械自动化等多个领域的仿真设计。

人机交互是实现机电一体化虚拟仿真平台实训操作的核心功能。在机电一体化虚拟仿真平台上,设计了具有实际功能的控制面板、各类控制按钮作为人机交互的工具。

机电一体化虚拟仿真平台人机交互功能

货物自动分拣实验与三相交流异步电机控制实验是机电一体化虚拟仿真平台上比较典型的实验案例。货物自动分拣是工业自动化的典型应用,主要实现对不同颜色、形状和材质货物的自动整理归类。真实的货物分拣实训主要包括电源模块、可编程控制器模块、变频器模块、上料机构、皮带传送机构、传感器、搬运机械手及分类仓储机构等。当光电传感器检测到货物,则推料气缸动作,将货物推送至传送带上,传送带由三相异步电机带动,其启动、停止、调速受变频器控制。货物在传送带的带动下,依次经过电感、电容和色标传感器,由传感器向控制器上传货物属性。当货物到达终点时,机械手夹起货物并放到运料小车上,运料小车将货物送至预设的货槽口,并由气缸推送至货槽内,从而完成一次货物分拣。

货物自动分拣实验所需设备价格昂贵,机械结构复杂,极容易在反复实验的过程中损坏,影响实验进度和效果。机电一体化虚拟仿真平台通过建立实验设备的三维模型,模拟真实的实训场景。模型可以反复进行实训,完全避免设备故障问题;也可以装配到不同的实训设备中,满足多人同时实训的需求。机电一体化虚拟仿真平台让学生与老师都将精力集中在实训教学本身,提高教学效率。

机电一体化虚拟仿真平台货物自动分拣实训

三相交流异步电机在机电一体化设备中较为常见。开展三相交流异步电机的控制实验,有助于学生了解电机结构、电力拖动原理以及三相交流电的基本知识。传统的三相交流异步电机控制实验,工作原理显示不够直观,教学效果不太理解。通过机电一体化虚拟仿真平台,学生可以通过交互操作控制按钮开关,实现电机的正反转控制。运用三维模型,学生可以直观地观察到电机转动与转速的变化,并通过电路仿真界面观测三相交流电路的通断情况,进而理解控制电路的工作原理。在虚拟的环境下,也无需担心任何安全隐患的产生。

机电一体化虚拟仿真平台三相交流异步电机实训

机电一体化虚拟仿真平台是一套功能强大的实训平台,能够帮助老师、学生进行安全、高效的实训教学,达到实训效果,使学生对于专业知识有进一步的理解与认知,提高学习效率。同时,在实训的过程中,激发自身的创造力,培养工程实践能力,其意义已经超出实验本身。虚拟仿真技术将成为教学改革的新方向。

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