针对传统液压传动实验设备价格昂贵、实验内容抽象、考核主观性强等痛点,基于Unity3D技术,精心研发了高沉浸度、强交互性、全功能覆盖的液压综合实验虚拟仿真平台。该平台整合实验导学、虚拟仿真实验、考核评估三大核心模块,支持设计性、验证性、综合性实验的全流程虚拟仿真,实现液压系统动态可视化、操作过程可追溯、考核评估智能化,为液压传动实践教学提供了全新技术路径。
一、核心功能架构
平台采用分层解耦的C/S架构设计,包含三大逻辑层:
应用层:学生端教师端双端服务,集成实验导学、回路搭建、考核评估等功能;
服务层:安全认证数据接口业务协同,实现前后交互、功能联动、系统高效运行;
数据层:结构化数据库文件系统双轨存储,支持信息持久、数据快检、资源分类管理。
二、核心模块
(一)多维度实验仿真体系
1. 实验导学模块:通过三维建模可视化实验台结构并支持部件交互查询,配套动画动态演示液压回路原理及元件运动过程,帮助学生直观掌握系统构造与工作逻辑。
2. 设计性实验模块:支持液压元件自由选取、管路线缆智能连接及回路错误实时检测,结合粒子系统分色渲染油液流动并动态显示压力参数,培养学生自主设计与系统调试能力。
3. 验证性实验模块:实现液压泵、溢流阀等元件性能测试,自动生成压力-流量特性曲线并精准模拟物理特性影响,通过实时数据记录与对比分析强化学生对元件特性的理解。
4. 综合性实验模块:以货车尾板升降系统等工程案例为载体,融合机械结构、液压回路与电气控制设计,动态演示多系统协同工作过程,培养跨学科知识整合与工程应用能力。
(二)智能考核评估系统
构建覆盖理论与实操的立体化考核体系,理论考核基于题库随机组卷,支持多题型测试;实操考核自动记录回路搭建步骤、操作效率及数据处理结果,结合预设规则生成包含设计正确性、操作规范性的多维度报告;教师端可实时分析学生实验进度与薄弱环节,实现精准化教学评估与干预。
该平台深度适配教育教学、实践实训、技能培训等多元场景,可满足不同层次的液压传动课程教学、实验实训及能力培养需求。平台以“学生中心、产出导向”为核心理念,聚焦学生能力培养,借助虚拟现实技术重塑液压传动实验教学场景,构建“教、学、练、考”全流程贯通的一体化闭环,有效促进理论知识与实践技能的融合提升。