開放式網(wǎng)上機(jī)械原理虛擬實(shí)驗(yàn)室軟件

機(jī)械原理課程是機(jī)械類專業(yè)的一門主干技術(shù)基礎(chǔ)課，其理論性和實(shí)踐性都很強(qiáng)，它的實(shí)驗(yàn)教學(xué)是機(jī)械原理課程教學(xué)中的一個(gè)重要實(shí)踐環(huán)節(jié)。目前，現(xiàn)實(shí)中的機(jī)械原理實(shí)驗(yàn)存在以下局限性：

• 硬件依存性較強(qiáng)，只能在特定實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行；

• 需要數(shù)量較大的儀器設(shè)備，才能滿足學(xué)生獨(dú)立進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的需求；

• 部分實(shí)驗(yàn)具有一定危險(xiǎn)性，如減速器拆裝等實(shí)驗(yàn)；

• 部分實(shí)驗(yàn)費(fèi)時(shí)、費(fèi)力、效率低，如齒輪范成實(shí)驗(yàn)不但需要足夠多套數(shù)的范成儀，而且實(shí)驗(yàn)過程繁瑣、枯燥；

隨著招生規(guī)模的逐年擴(kuò)大，教學(xué)改革的不斷深入，機(jī)械原理實(shí)驗(yàn)的教學(xué)任務(wù)越來越重，儀器設(shè)備臺(tái)套數(shù)和實(shí)驗(yàn)教師數(shù)量相對(duì)不足等問題愈加突出。為了以最少的經(jīng)費(fèi)投入解決以上問題，并進(jìn)一步激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣、增強(qiáng)實(shí)驗(yàn)效果、提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量，我們開發(fā)了開放式網(wǎng)上機(jī)械原理虛擬實(shí)驗(yàn)室軟件。

該軟件是針對(duì)大學(xué)?？?、本科《機(jī)械原理》實(shí)驗(yàn)課程配套開發(fā)的可在網(wǎng)上開展的虛擬實(shí)驗(yàn)，軟件模擬實(shí)驗(yàn)中用到的器材和設(shè)備，提供與真實(shí)實(shí)驗(yàn)相似的實(shí)驗(yàn)環(huán)境，提供網(wǎng)上實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程管理功能，包括：典型實(shí)驗(yàn)庫(kù)的維護(hù)、實(shí)驗(yàn)安排、提交實(shí)驗(yàn)報(bào)告、實(shí)驗(yàn)批改、成績(jī)統(tǒng)計(jì)、實(shí)驗(yàn)答疑等功能模塊?？蓾M足高等學(xué)校和各類培訓(xùn)機(jī)構(gòu)實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)的需要，尤其適用于遠(yuǎn)程教學(xué)。

軟件提供了50種機(jī)構(gòu)模型和若干種常用機(jī)械實(shí)驗(yàn)臺(tái)：

1、齒輪

錐齒輪、人字齒輪、斜齒輪、蝸輪等

2、凸輪

滾子凸輪、等寬凸輪、移動(dòng)凸輪、平底凸輪等

3、連桿

擺動(dòng)導(dǎo)桿、雙搖桿、吊車、曲柄搖桿等

4、運(yùn)動(dòng)副

齒條、滑動(dòng)副、圓柱副、齒輪副等

5、PJC-B 創(chuàng)意組合機(jī)械系統(tǒng)搭接綜合實(shí)驗(yàn)臺(tái)

包括控制器、齒輪、電動(dòng)機(jī)等實(shí)驗(yàn)器材

6、功率流式齒輪傳動(dòng)實(shí)驗(yàn)臺(tái)

包括功率流式實(shí)驗(yàn)臺(tái)、實(shí)驗(yàn)儀、砝碼等實(shí)驗(yàn)器材

7、齒輪范成儀

包括范成儀、圓規(guī)、鉛筆、剪刀等實(shí)驗(yàn)器材

8、轉(zhuǎn)子動(dòng)平衡實(shí)驗(yàn)臺(tái)

包括JPH—A 型動(dòng)平衡試驗(yàn)臺(tái)、轉(zhuǎn)子試件、百分表等實(shí)驗(yàn)器材

9、減速器

包括實(shí)驗(yàn)用2級(jí)減速器、游標(biāo)卡尺等實(shí)驗(yàn)器材

10、帶傳動(dòng)實(shí)驗(yàn)臺(tái)

包括發(fā)電機(jī)、測(cè)力計(jì)、百分表、砝碼等實(shí)驗(yàn)器材

11、螺栓聯(lián)接綜合實(shí)驗(yàn)臺(tái)

包括CQL-A 螺栓聯(lián)接綜合實(shí)驗(yàn)臺(tái)、錐塞、扳手等實(shí)驗(yàn)器材

備注：除上述器材，可以根據(jù)教學(xué)需要靈活再添加器件。

使用現(xiàn)有器材模型，系統(tǒng)可開展如下10個(gè)常用機(jī)械虛擬實(shí)驗(yàn)的訓(xùn)練：

• 機(jī)構(gòu)陳列柜；

• 機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)參數(shù)測(cè)試；

• 齒輪傳動(dòng)效率；

• 齒輪范成原理；

• 轉(zhuǎn)子動(dòng)平衡；

• 帶傳動(dòng)；

• 一級(jí)減速器拆裝；

• 二級(jí)減速器拆裝；

• 螺栓聯(lián)接綜合實(shí)驗(yàn)；

• 組合式軸系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與分析；

系統(tǒng)服務(wù)器端用戶分為學(xué)生、教師、教務(wù)管理員和系統(tǒng)管理員四種角色，不同角色擁有不同權(quán)限。

學(xué)生：選課、選擇實(shí)驗(yàn)、開展實(shí)驗(yàn)、接受實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)、在線提交實(shí)驗(yàn)報(bào)告、保存和提交實(shí)驗(yàn)結(jié)果、查詢實(shí)驗(yàn)成績(jī)和批語。

教師：典型實(shí)驗(yàn)庫(kù)維護(hù)、發(fā)布實(shí)驗(yàn)、安排實(shí)驗(yàn)、批改實(shí)驗(yàn)報(bào)告、系統(tǒng)指導(dǎo)、統(tǒng)計(jì)并發(fā)布學(xué)生的實(shí)驗(yàn)成績(jī)和批語。 

教務(wù)管理員：課程計(jì)劃、開課計(jì)劃、選課日期設(shè)置、開課審核、開課查詢。 

系統(tǒng)管理員：用戶管理、分組管理、角色管理、權(quán)限管理、系統(tǒng)維護(hù)等。

性能指標(biāo)：

支持同時(shí)在線用戶數(shù)1萬人以上，經(jīng)測(cè)試，系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定，不限終端用戶數(shù)，能滿足日常教學(xué)使用。

服務(wù)器運(yùn)行環(huán)境：

操作系統(tǒng)：Windows Server ，Linux/Unix Server

Web服務(wù)器：Tomcat6.0，JDK6.0

數(shù)據(jù)庫(kù)：MySQL

客戶端運(yùn)行環(huán)境：

操作系統(tǒng)： All Windows系列