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0前言
近些年，機(jī)械類專業(yè)課程內(nèi)容課堂教學(xué)已開始普遍釆用多媒體計(jì)算機(jī)輔助的方式，并獲得了一定的成果。現(xiàn)階段開發(fā)設(shè)計(jì)的多媒體計(jì)算機(jī)輔助課件大部分全是根據(jù)開發(fā)人員本身的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)和感受開展設(shè)計(jì)方案的，大多數(shù)的學(xué)習(xí)軟件全是幻燈片制作的，添加的照片、圖象占多數(shù)，欠缺層次感，對(duì)課堂教學(xué)而言，并不可以多方位刺激性學(xué)員的感觀;也是有一些零部件及組織 的三維圖,并添加了動(dòng)漫，實(shí)際效果要比單純性的圖形圖片好,但能夠完成優(yōu)良的健身運(yùn)動(dòng)模擬仿真及互動(dòng)作用的學(xué)習(xí)軟件卻非常少看到⑴。除此之外，除老師講課用教學(xué)課件外,輔助設(shè)計(jì)仿真模擬實(shí)驗(yàn)、易用性仿真模擬實(shí)驗(yàn)及學(xué)員通過自學(xué)用教學(xué)課件的開發(fā)設(shè)計(jì)還非常少,多媒體計(jì)算機(jī)輔助課堂教學(xué)的方式優(yōu)點(diǎn)還遠(yuǎn)沒有充分運(yùn)用。文中以Java3D技術(shù)性為基本,開發(fā)設(shè)計(jì)了制袋式包裝機(jī)課堂教學(xué)模擬仿真服務(wù)平臺(tái)，在設(shè)計(jì)方案中不但能夠演示全自動(dòng)包裝機(jī)的工作中情景,并添加了虛擬安裝作用和設(shè)備設(shè)置作用以更好的考慮包裝設(shè)備教學(xué)環(huán)節(jié)中的必須，充足了充分發(fā)揮信息化教學(xué)的優(yōu)點(diǎn)。
1Java3D語言的優(yōu)點(diǎn)
Java3D是互動(dòng)式三維圖型運(yùn)用程序編寫插口(API)。它包括了完成三維互動(dòng)真實(shí)感圖形的基礎(chǔ)類和插口⑵，是根據(jù)OpenGL等最底層的API,它另外融合了Java語言的互聯(lián)網(wǎng)作用,可以非常好的處理互聯(lián)網(wǎng)、混合開發(fā)自然環(huán)境的三維可視化等難題。非常是針對(duì)一些高級(jí)運(yùn)用，如完成測(cè)算全過程的三維可視化,繁雜的互動(dòng)作用等,Java3D具備其他手機(jī)軟件沒法對(duì)比的工作能力。
Java3D在開發(fā)設(shè)計(jì)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)程序運(yùn)行時(shí)具備以下好多個(gè)優(yōu)勢(shì)：
（1）做為Java語言的拓展,Java3D適合開發(fā)設(shè)計(jì)在網(wǎng)上的數(shù)據(jù)可視化程序運(yùn)行。
（2）Java3D出示了高層住宅的面向?qū)ο缶幊痰娜S圖型敘述方式 。
（3）Java3D應(yīng)用己有硬件加速器技術(shù)完成了速率的最優(yōu)控制。
（4）Java3D適用很多種在虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)中應(yīng)用的外界設(shè)  
2根據(jù)Java3D的互動(dòng)式虛擬教學(xué)平臺(tái)的設(shè)計(jì)方案
服務(wù)平臺(tái)的設(shè)計(jì)理念是采用Java3D做為開發(fā)環(huán)境，選用架構(gòu)式構(gòu)造開發(fā)設(shè)計(jì)包裝設(shè)備課堂教學(xué)模擬仿真平臺(tái)軟件。以'制作包裝袋成一填充——全自動(dòng)封口機(jī)為例子，根據(jù)對(duì)目前設(shè)備開展科學(xué)研究，對(duì)其構(gòu)造和健身運(yùn)動(dòng)開展剖析，對(duì)其關(guān)鍵構(gòu)件
Pro/E模型，完成在頁面上開展互動(dòng)式地顯示信息三維健身運(yùn)動(dòng)全過程，完成全自動(dòng)包裝機(jī)的課堂教學(xué)演示。’
幾何圖形模型與調(diào)用
Java3D中的三維建模方式 分內(nèi)部建立與外界啟用兩類。因?yàn)榘b設(shè)備是非常復(fù)雜的形體，假如立即在Java3D中開展模型有很多缺點(diǎn)：1.程序流程過度巨大,并且非常容易錯(cuò)誤;2.程序流程的維護(hù)保養(yǎng)和改動(dòng)過度繁雜。因此,文中選用啟用VRMI2.0文件格式的三維圖形文件搭建包裝設(shè)備。現(xiàn)階段很多三維設(shè)計(jì)手機(jī)軟件都能夠轉(zhuǎn)化成VRML文件格式的文檔，如Pro/ENGINEER,Solidworks等，經(jīng)考慮到創(chuàng)作者采用Pro/ENGINEER為繪圖軟件開發(fā)，對(duì)模擬仿真系統(tǒng)軟件開展幾何圖形模型。建成的全自動(dòng)包裝機(jī)三維模型如圖所示1所顯示：
啟用VRMI2.0文件格式時(shí)，能夠編2個(gè)程序流程，一個(gè)源程序，一個(gè)專業(yè)用于啟用VRML2.0文件格式的vrmlloader.javaovrmlloader.java做為啟用VRML圖形文件的獨(dú)立文檔，那樣主文檔的撰寫就非常簡單，從而能夠?qū)⒃闯绦虻年P(guān)鍵放到對(duì)形體的動(dòng)畫解決等層面，另外，啟用VRML圖形文件的一部分能夠被其他程序流程多次重復(fù)使用。必須留意的是被啟用的VRML文檔要放到當(dāng)前目錄下,才會(huì)被Java3D鑒別。
最后全自動(dòng)包裝機(jī)實(shí)體模型導(dǎo)到情景中如下圖所顯示：

動(dòng)漫設(shè)計(jì)
動(dòng)漫設(shè)計(jì)是全自動(dòng)包裝機(jī)模擬仿真設(shè)計(jì)方案的具體內(nèi)容，根據(jù)動(dòng)漫演示全過程可以使學(xué)員充足掌握全自動(dòng)包裝機(jī)的健身運(yùn)動(dòng)全過程。Java3D撰寫三維動(dòng)畫，關(guān)鍵靠Interpolator1"1:內(nèi)插器目標(biāo)轉(zhuǎn)化成動(dòng)漫，內(nèi)插器目標(biāo)和另一個(gè)時(shí)間操縱目標(biāo)——Alpha目標(biāo)融合在一起，能夠編寫出多種類型的三維動(dòng)畫程序流程。
(1)勻速直線運(yùn)動(dòng)
全自動(dòng)包裝機(jī)的健身運(yùn)動(dòng)構(gòu)件中作勻速直線運(yùn)動(dòng)的較少，關(guān)鍵有包裝袋子的健身運(yùn)動(dòng)、外直發(fā)夾板及切割刀的張合運(yùn)動(dòng)等，做勻速直線運(yùn)動(dòng)關(guān)鍵必須考慮到的難題是健身運(yùn)動(dòng)行程安排和健身運(yùn)動(dòng)速率。勻速直線運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì)方案平面圖如圖4所顯示。

圖3導(dǎo)進(jìn)情景中的全自動(dòng)包裝機(jī)

圖4勻速直線運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì)方案
針對(duì)包裝袋子的健身運(yùn)動(dòng),行程安排是固定不動(dòng)的，速率必須與熱封器、切割刀和料倉內(nèi)螺旋式的轉(zhuǎn)動(dòng)速率緊密結(jié)合來設(shè)置，一旦有明確的值，能看做是恒定，因此勻速直線運(yùn)動(dòng)的方法釆用后一種的運(yùn)動(dòng)方式,能夠更為與具體健身運(yùn)動(dòng)狀況相一致。
(2)轉(zhuǎn)動(dòng)健身運(yùn)動(dòng)
全自動(dòng)包裝機(jī)的健身運(yùn)動(dòng)構(gòu)件中作轉(zhuǎn)動(dòng)健身運(yùn)動(dòng)的比較多，包含立式復(fù)合、橫坐標(biāo)、凸輪軸、上下下擺臂、傳動(dòng)齒輪、料倉中螺旋式等，做轉(zhuǎn)動(dòng)健身運(yùn)動(dòng)時(shí)關(guān)鍵必須考慮到的難題是轉(zhuǎn)動(dòng)視角、轉(zhuǎn)動(dòng)軸和轉(zhuǎn)動(dòng)速率。因而轉(zhuǎn)動(dòng)健身運(yùn)動(dòng)是一個(gè)非常復(fù)雜的難題，尤其是轉(zhuǎn)動(dòng)軸的明確，由于在三維空間中的轉(zhuǎn)動(dòng)軸要比二維空間中的轉(zhuǎn)動(dòng)軸繁雜得多,轉(zhuǎn)動(dòng)健身運(yùn)動(dòng)平面圖如圖所示5所顯示。

圖5轉(zhuǎn)動(dòng)健身運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì)方案
虛擬安裝全過程模擬仿真
安裝關(guān)聯(lián)是零件中間的相對(duì)位置和相互配合關(guān)聯(lián)的敘述,它體現(xiàn)零件中間的互相管束關(guān)聯(lián)。以便更強(qiáng)的相互配合課堂教學(xué)，全自動(dòng)包裝機(jī)模擬仿真教學(xué)平臺(tái)中添加了虛擬安裝的作用，以更強(qiáng)的讓學(xué)員掌握全自動(dòng)包裝機(jī)的結(jié)構(gòu)與安裝次序。
以熱封切組織 的虛擬安裝為例子，熱封切組織 中關(guān)鍵零部件有拉紙輪、L型熱封器、直發(fā)夾板、切割刀。在系統(tǒng)軟件中開展商品安裝全過程模擬仿真的流程以下：
明確自帶配的零件；
紀(jì)錄零件的位置信息與安裝次序；
測(cè)算零件的安裝運(yùn)動(dòng)軌跡轉(zhuǎn)化成零件安裝動(dòng)漫；
將被安裝零件添加已安裝編碼序列。
選用所述算法設(shè)計(jì)及方式 完成了熱封切組織 的虛擬安裝，其安裝全過程截屏如圖所示6所顯示。

(d)安裝夾板(e)安裝切割刀
圖6熱封切組織 cad零件圖組
互動(dòng)的完成全自動(dòng)包裝機(jī)健身運(yùn)動(dòng)模擬仿真演試的目地是使學(xué)員真正的感受到包裝設(shè)備在具體工作中全過程中的健身運(yùn)動(dòng)狀況,規(guī)定從多角度，各個(gè)方面見到全自動(dòng)包裝機(jī)的健身運(yùn)動(dòng)演試，因而必須在演試全過程中添加人機(jī)交互。在Java3D中，與虛擬情景的互動(dòng)是根據(jù)Behavior類來完成的⑸。它在Java3D中所敘述的是三d情景在程序執(zhí)行時(shí)的個(gè)人行為。Behavior是一個(gè)抽象類，它界定了全部Behavior目標(biāo)的公共性特性。Java3D中有一些預(yù)訂義的Behavior類的子類，這種子類為大家完成互動(dòng)和動(dòng)漫程序編寫出示了巨大的便捷。
3總結(jié)
文中提岀的根據(jù)Java3D的互動(dòng)式虛擬教學(xué)平臺(tái)的設(shè)計(jì)方法，將全自動(dòng)包裝機(jī)模擬仿真課堂教學(xué)演試形象化、真實(shí)的演試出去,不但考慮了課堂教學(xué)演試的必須，實(shí)踐過程中小結(jié)的難題和工作經(jīng)驗(yàn)，能夠在別的機(jī)械專業(yè)商品模擬仿真的開發(fā)設(shè)計(jì)中獲得運(yùn)用，為機(jī)械專業(yè)課堂教學(xué)的發(fā)展趨勢(shì)具有了積極主動(dòng)的促進(jìn)功效。

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