(19)中华 人民共和国 国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210037565.1 (22)申请日 2022.01.13 (71)申请人 天津科技大 学 地址 300457 天津市滨 海新区经济技 术开 发区第十三大街9号 (72)发明人 司占军　王瑾　 (74)专利代理 机构 北京鑫瑞森知识产权代理有 限公司 1 1961 代理人 代芳 (51)Int.Cl. G06F 30/20(2020.01) G06T 17/00(2006.01) G09B 5/02(2006.01) G06F 9/451(2018.01) G06F 111/10(2020.01) (54)发明名称 一种基于缓冲包 装设计的虚拟仿真平台 (57)摘要 本发明公开了一种基于缓冲包装设计的虚 拟仿真平台， 包括数据源模块、 可视化三维模块 和虚拟仿真显示界面模块， 数据源模块为虚拟仿 真显示界面模块提供数据和方法支撑， 可视化三 维模块为虚拟仿真显示界面模块提供模型支撑。 本发明提供的基于缓冲包装设计的虚拟仿真平 台， 用于为缓冲包装试验提供新的教学方式， 增 强学生的认 识。 权利要求书2页 说明书6页 附图2页 CN 114386278 A 2022.04.22 CN 114386278 A 1.一种基于缓冲包装设计的虚拟仿真平台， 其特征在于， 包括数据源模块、 可视化三维 模块和虚拟仿真显示界面模块， 其中： 所述数据源模块包括仿真实验初始参数、 动态缓冲曲线数学模型和数据拟合数学模 型， 所述仿 真实验初始 参数包括缓冲包装虚拟 仿真实验所需要的材料、 跌落高度、 跌落重锤 质量的初始参数， 所述动态缓冲曲线数学模型包括不同材料、 不同跌落高度所对应的缓冲 曲线数学模型， 通过动态缓冲曲线数学模型求解任一重锤质量的加速度， 所述数据拟合数 学模型通过拟合算法对任一重锤质量的加速度进 行拟合， 得到包装缓冲材料的动态缓冲曲 线， 利用偏微分求 解出加速度最小点， 得到最佳缓冲点； 所述可视化三维模块由锯骨机、 气泵、 动态压缩试验台、 重台、 控制器、 加速度传感器、 电脑、 操作台的三 维模型构成， 每个 设备的三维模 型在3D MAX环境中建立， 并进 行赋材和渲 染； 所述虚拟仿真显示界面模块包括动画界面、 输入 界面、 处理界面和输出界面， 所述动画 界面对每个设备三维模型的变化进行显示， 所述输入界面对输入的仿 真实验初始参数进 行 显示， 所述处理界面包括对动态缓冲曲线 数学模型、 数据拟合数学模 型的点的绘制、 函数的 拟合以及函数曲线的绘制， 所述输出界面对加速度最小点进行显示； 以Unity3d开发平台为主体， 通过3D  MAX平台建立所述可视化三维模型， 通过 PhotoShop建立所述虚拟 仿真显示界面， 经实验处理得到数据源模块的仿 真实验初始 参数， 所述数据源模块为所述虚拟仿 真显示界面模块提供数据和方法支撑， 所述可视化三 维模块 为所述虚拟仿 真显示界面模块提供模型支撑； 在所述虚拟仿真显示界面模块选择仿 真实验 初始参数， 通过点击控制器的按钮， 调取相应的加速度， 选定材料并设定跌落高度， 通过改 变多次不同重锤质量得到多个加速度， 对多个加速度进行拟合得到包装缓冲材料的动态缓 冲曲线。 2.根据权利要求1所述的基于缓冲包装设计的虚拟仿真平台， 其特征在于， 所述拟合算 法采用最小二乘法。 3.根据权利要求1所述的基于缓冲包装设计的虚拟仿真平台， 其特征在于， 所述数据源 模块的建立： 通过实验过程探究不同材料 的缓冲规律， 将每种 材料对应的加速度存于平台 底层， 使用C#语言在Unity3 d开发平台编写脚本， 当材料、 跌落高度、 重锤质量发生变化时， 利用脚本调取对应的加速度。 4.根据权利要求1所述的基于缓冲包装设计的虚拟仿真平台， 其特征在于， 所述可视化 三维模块的建立， 通过3DMAX平台建立锯骨机、 气泵、 动态压缩 试验台、 重台、 控制器、 加速度 传感器、 电脑、 操作台的三维模 型并生成fbx文件， 根据每个 设备的实际特征选用基础建模、 布尔或NURBS建模方式进 行模型构建， 并对三位模型辅材质和贴图， 之后将多个 设备的三 维 模型整合 为一个整体保存在fbx文件中。 5.根据权利要求1所述的基于缓冲包装设计的虚拟仿真平台， 其特征在于， 所述虚拟仿 真显示界面模块的建立， 将所述数据源模块中的仿真实验初始参数存储在文件夹中， 然后 使用C#语 言编写脚本来调取对应的加速度值， 实验完成后的所述处理界面通过拟合算法计 算出包装加速度缓冲曲线并将加速度最小点显示在所述输出界面上。 6.根据权利要求1所述的基于缓冲包装设计的虚拟仿真平台， 其特征在于， 所述虚拟仿 真显示界面模块还包括实验预习界面和 考核界面， 所述实验预习界面对实验的设备、 原理权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 114386278 A 2和内容进行显示， 通过photoshop进行搭建， 在Unity3d平台中使用UI创建滚动列表窗口和 按钮实现人机交互， 所述考核界面对仿真实验完成后进行打分， 通过编写判断正误及分数 脚本计算 最终所得分数。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 114386278 A 3