南方农业机械化生产虚拟仿真实验教学平台

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  • 2019年 9月 12日
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该教学平台应用于农机及相关专业教学、农机装备开发、农机产品制造推广、农机从业人员培训。湖南农业大学南方农业机械化生产虚拟仿真实验教学中心通过与我们公司密切合作,不断开辟新的合作渠道,积极鼓励中心教师将科研成果转化为虚拟仿真实验教学资源。当时,该中心面向全校机械设计制造及其自动化、农业机械化及其自动化、水利水电、农学、植物保护等13个专业开设9门虚拟仿真实验课程,同时还承担3门课程设计和6个专业部分学生毕业设计中的虚拟实践教学任务。开设虚拟仿真实验项目22项(其中在建1项,拟建8项),当年完成实验教学任务3.8万人时数。

该中心为湖南省虚拟仿真实验中心(2015年批准),申报时只开发了一个简单抽象的虚拟实验平台,还不能进行具体的实验,为了完成实验中心建设任务,提高实验教学水平,在原有基础上拟定制开发南方农业机械化生产虚拟仿真实验教学平台。该中心在此基础上于2016年成功申报 “国家级专业技术人员继续教育基地”。为完成省级虚拟实验中心建设任务,进一步提高虚拟实验教学质量,积极与我公司在原有基础上(申报时开发的简单平台框架,无实质内容)再次定制开发含5个模块13个项目的南方农业机械化生产虚拟仿真实验教学平台。

项目技术要求

1、创建以上所有农机装备三维模型并可与PRO/E,UG,SOLIDWORKS等三维设计软进行交互式实验操作;所有实验项目设计合理,实验过程清楚,数据详实。 2、构建虚拟农场场景,包括主要农机装备(耕作、播种、栽植、管理、收获、行走)的展示厅、实验田(按季节生长的作物)、机耕道、山、水、树木、植被等(见示意图); 3、实验漫游:从进入农场—机具展示厅(选取机具)—结构组成和原理介绍—操作规程(虚拟操作)—开出机具展示厅—沿机耕道进入实验田实验—返回,实现农机装备作业工况模拟; 4、所有场景、模型逼真度不低于90%,软件需具备二次开发功能。

技术方案

本平台主要由虚拟认知,虚拟拆装,虚拟运行三个模块组成。

虚拟认知

利用虚拟现实技术的真实再现,让学生对现代化专业化农场的认知学习。 包括以下三个方面的认知学习:

1、现代化农场的特点; 2、农业装备及工具展示; 3、主要农作物介绍。

虚拟拆装

主要是让学生掌握主要农业机械的正确的拆装步骤,必要的拆装工具;虚拟拆装分教学模式和考核模式。在教学模式进行交互操作学习,满足了教学要求后,进入考核模式验证及巩固学习效果。

虚拟运行

农用机械设备的三维运行动态仿真,帮助学生了解农用机械的外形,结构,工作原理。并对关键部件进行语音文字说明。通过本平台实时感受主要农作物的生长全过程,以及农业设备参与的全过程。

平台实现功能

(1)能够充分保障实验教学和科研的需要,能够开展更加贴近农业备认知、拆装、动态仿真操作的实训项目,有助于学生弥补在实际实验教学中因条件现实而不能或很少进行的相关训练。同时以此为平台,能够为相关科研老师提供三维硬件支撑。 (2) 通过本项目的建设,能够解决农机装备学院目前教学模式下,实际操作训练实验类课程课时的不足。 (3)通过本项目的实施,建立学生的实际动手操作能力,建立全新的创新型实验教学模式。

成果介绍

湖南翔鹏与湖南农业大学工学院合作开发的“湖南农业机械化生产学虚拟仿真教学平台”,在2018年湖南省普通高校教师信息化教学竞赛中荣获一等奖。