機織技術三維虛擬實驗教學系統簡介

適用專業：服裝設計與工程、非織造材料與工程、紡織工程等相關專業。

機織技術是紡織工程教育等相關專業的一門主干基礎課，其理論性和實踐性都很強，它的實驗教學是機織技術課程教學中的一個重要實踐環節。目前，現實中的機織技術實驗存在以下局限性：

1、硬件依存性較強，只能在特定實驗室中進行；

2、需要數量較大的儀器設備，才能滿足學生人手一套設備獨立進行實驗的需求；

3、部分實驗的操作過程比較繁瑣，導致學生在實物實驗中操作不順暢，缺少時間去主動思考：

隨著招生規模的逐年擴大，教學改革的不斷深入，機織技術實驗的教學任務越來越重，儀器設備臺套數和實驗教師數量相對不足等問題愈加突出。為了以最少的經費投入解決以上問題，并進一步激發學生的學習興趣、增強實驗效果、提高實驗教學質量，我們開發了機織技術三維虛擬實驗教學系統。

該軟件可在網上開展的虛擬實驗，軟件模擬實驗中用到的器材和設備，提供與真實實驗相似的實驗環境，提供網上實驗教學過程管理功能，包括：典型實驗庫的維護、實驗安排、提交實驗報告、實驗批改、成績統計、實驗答疑等功能模塊?？蓾M足高等學校和各類培訓機構實驗教學環節的需要，尤其適用于遠程教學。

使用現有器材模型，系統可開展如下5個常用機織技術虛擬實驗的訓練：

1、高速劍桿織機虛擬實驗

2、三維織機虛擬實驗

3、分批碳纖維整經機虛擬實驗

4、分條碳纖維整經機虛擬實驗

5、基于機織工藝的復合材料生產復合裝備虛擬實驗

高速劍桿機虛擬實驗

高速劍桿機虛擬實驗中可全方位觀看設備，并可以觀看開口，引緯，打緯動畫平面動畫更好的理解設備工作原理，模擬打開劍桿機，通過二位動畫更加形象的理解劍桿機的工作原理

圖1高速劍桿機機構平面動畫

圖2模擬啟動高速劍桿機

圖3切換視角

圖4平面動畫與對應的三維動畫

三維織機虛擬實驗

三維織機實驗中，軟件支持用戶操作機器進行織布操作，并支持用戶認知三維織機的結構：送經機構-開口機構-引維機構-打維機構-卷取機構。

圖5三維織機

圖6三維織機

分批碳纖維整經機

分批碳纖維整經機實驗中，軟件支持用戶操作整經機進行整經操作，支持繪制出整經機輥子的轉速與其直徑的關系曲線。

圖7分批碳纖維整經機

圖8 輥子轉速與其直徑的關系曲線

分條碳纖維整經機實驗

分條碳纖維整經機實驗中，軟件支持用戶操作機器進行倒軸操作，并觀察倒軸過程中設備的運行狀態。

圖9分條碳纖維整經機

圖10 倒軸過程

基于機織工藝的復合材料生產復合裝備虛擬實驗

基于機織工藝的復合材料生產工藝實驗中，軟件模擬了零件的整個生產工藝流程：放置織物-合模-注液-固化-分模-取件。

圖11復合材料生產工藝實驗

圖12 復合材料生產過程

實驗最后，支持用戶將制作好的零件拉到眼前，進行360°旋轉并拉近拉遠自由觀察。

圖13自由觀察生成的零件