机械设计虚拟实验室设计实现论文
机械设计基础课虚拟实验的设计与开发
机械设计基础课虚拟实验的设计与开发摘要：机械设计基础课程是机械工程学科的基础课程，让学生了解和掌握机械设计的基本原理和方法。
为更好地让学生掌握理论引入实践，本文提出虚拟实验。
本文首先介绍了虚拟实验概念，并结合机械设计基础课程，提出虚拟实验建设的基本框架，包括虚拟实验设计、虚拟实验开发等内容，并根据虚拟实验需求，介绍了虚拟实验开发的基本技术。
最后，本文讨论了未来虚拟实验发展的可能性和机遇，从而为机械设计基础教学提供支持和参考。
关键词：机械设计，基础课程，虚拟实验，开发1.言机械设计是工程领域的一大重要分支，是我国机械制造业的重要组成部分，而机械设计基础课程更是工程技术人员入门的重要基础。
本文旨在从学生学习机械设计基础课程的角度，介绍虚拟实验技术在课程教学中的应用。
2.拟实验概念虚拟实验作为实验教学的一种形式，是一种可以模拟实际实验情况的实验教学形式，具有实时显示、灵活操作和高效率特点，既能模拟仿真实际实验，又能节省时间和经费的消耗。
因此，虚拟实验已经被广泛应用于工程领域的实验教学中。
3.拟实验在机械设计基础课上的设计与实施（1）虚拟实验设计。
机械设计基础课在实验教学时，老师可以考虑用虚拟实验仿真传统实验，使学生更加直观的了解和理解课程实验的实施过程，以收获较好的教学效果。
因此，机械设计基础课程的虚拟实验设计首先应准备一个完整的实验仿真环境，其次要考虑学生的学习水平，把实验按照不同的水平分解，为不同水平的学生提供不同的实验仿真环境；最后，为学生提供反馈信息，及时纠正实验错误，让学生在操作中进行思维定势，从而能够在理论联系实践，得到更全面综合的学习效果。
（2）虚拟实验开发。
虚拟实验开发要基于虚拟实验设计方案，首先要采用合适的虚拟实验开发工具，如Unity3D、Unreal Engine 等；其次，根据虚拟实验需要，使用CG和3DMax等工具完成三维模型的建立；最后，利用C#和JavaScript等编程语言，通过控制程序的设计实现虚拟实验的自动化，完成虚拟实验开发。
基于虚拟现实的机械设计与模拟研究
基于虚拟现实的机械设计与模拟研究随着科技的飞速发展，虚拟现实（Virtual Reality，VR）正在成为一种全新的技术应用。
在机械设计与模拟领域，虚拟现实的应用也变得越来越广泛。
本文将探讨基于虚拟现实的机械设计与模拟研究，以及其在提高设计效率、节省成本以及改进产品性能等方面的潜力。
一、虚拟现实在机械设计中的应用虚拟现实技术通过3D建模和模拟仿真，可以让工程师在虚拟的环境中进行机械设计和模拟，避免了传统设计中的大量试验和实际制造过程。
通过虚拟现实技术，设计师可以快速搭建机械模型，进行各种受力模拟和分析，预测产品的性能和寿命。
虚拟现实技术还能够提供交互性的设计体验。
设计师可以通过虚拟现实设备，如头戴式显示器和手柄，直接操作设计模型，更准确地理解设计想法和需求。
此外，虚拟现实技术还能够模拟真实环境中的约束条件和物理特性，从而帮助设计师更好地评估设计方案的可行性。
二、虚拟现实在机械模拟中的应用在机械模拟方面，虚拟现实技术能够模拟产品的运动、应力和振动等特性。
通过虚拟现实模拟，设计师可以更加直观地了解产品的工作原理和性能表现。
同时，虚拟现实技术还可以进行优化设计和参数调整，以提高产品的性能和可靠性。
与传统的计算机辅助工程（CAE）软件相比，虚拟现实模拟技术更加灵活和交互。
设计师可以实时调整参数，观察模拟结果，从而根据实际情况进行调整。
此外，虚拟现实技术还可以提供全方位的感觉体验，例如触觉和听觉反馈，帮助设计师更好地理解产品的性能特点。
三、基于虚拟现实的机械设计与模拟的优势基于虚拟现实的机械设计与模拟具有诸多优势。
首先，虚拟现实技术能够减少实际制造和试验的需求，节省了时间和成本。
传统的机械设计和市场测试通常需要耗费大量的资源，而虚拟现实技术可以在虚拟环境中进行设计和测试，大大减少了实际制造和试验的时间和成本。
其次，虚拟现实技术还能够提高设计效率和创新能力。
通过虚拟现实技术，设计师可以更加直观地理解和调整设计方案，进行快速迭代和优化设计。
基于SolidWorks的虚拟实验室
基于SolidWorks的虚拟实验室摘要本文介绍的是基于SolidWorks的虚拟实验室的建立。
虚拟实验室的目的是研究机械零件的各种形状和性能。
本文从研究虚拟实验室的研究现状，讨论了实验室建立的可行性和优点。
然后研究了各种零件的特性和使用方法。
在深入研究零件的这些性能的前提下，用SolidWorks模拟出了各个零件的类别及形状。
然后通过抓图工具进行抓图。
最后将抓得的图形以PPT的形式展示出来，以达到帮助试验者认识零件，了解零件的目的。
关键词：虚拟实验室，模拟，零件AbstractIn this paper, we can basing on SolidWorks establish a virtual laboratory. The purpose of the virtual laboratory is to examine the mechanical parts of various shapes and performance. This article from the study of virtual laboratory research to discuss the feasibility of the establishment of the laboratory and advantages. Then go on to examine various parts of the features and usage. In-depth study of these performance parts under the premise of a simulation with SolidWorks various parts of the type and shape. And then shot through the capture tool. Finally, in order to grasp the graphics displayed by the form of PPT, so as to achieve the pilot's knowledge of parts to help to understand the purpose of parts.Key words: Virtual Laboratory, Simulation, Parts目录1 引言 (5)2 虚拟实验室 (5)2.1 虚拟实验室的概念 (6)2.2 虚拟实验室的特点 (6)2.3 虚拟实验室主要具有下述主要功能: (6)2.4 虚拟实验技术在教学中的要点问题 (7)2.5 虚拟实验技术在教学中的意义 (8)3 关于SolidWorkers (9)4 虚拟实验室的建立 (9)4.1螺纹连接和螺纹旋传动 (9)4.1.1螺纹的简介 (9)4.1.2螺纹的画法 (10)4.2 键、花键、无键连接和销连接 (12)4.2.1 键的简介 (12)4.2.2 键的画法 (13)4.3 滑动轴承 (15)4.3.1 滑动轴承简介 (15)4.3.2 滑动轴承的画法 (15)4.4 滚动轴承 (16)4.4.1 滚动轴承简介 (16)4.4.2滚动轴承设计实例 (16)5 虚拟实验室的实现形式 (21)5.1 虚拟实验室的建立 (21)5.2 虚拟实验室的实现形式 (22)6 虚拟实验室的前景展望 (22)7 结束语 (23)致谢 (23)参考文献 (23)1 引言许多研究工作表明，使用丰富的教学方法和教学手段对提高学生的学习效果具有非常重要的意义。
机械设计中的虚拟仿真与实验研究
机械设计中的虚拟仿真与实验研究在当今科技飞速发展的时代，机械设计领域也经历着深刻的变革。
虚拟仿真与实验研究作为创新的手段，正逐渐成为机械设计过程中不可或缺的重要环节。
虚拟仿真技术为机械设计带来了全新的视角和可能性。
通过计算机模拟，设计师能够在虚拟环境中构建和测试机械产品的模型，从而在实际制造之前就对产品的性能、功能和可靠性进行评估和优化。
这种技术的优势是显而易见的。
首先，它大大缩短了设计周期。
以往，设计师需要制作物理样机，并进行反复的试验和改进，这不仅耗费大量的时间和资源，还可能导致项目进度的延迟。
而虚拟仿真则可以在短时间内对多种设计方案进行模拟和比较，快速筛选出最优的设计。
其次，降低了成本。
制造物理样机需要投入大量的材料、加工和人力成本。
而虚拟仿真只需要在计算机上进行操作，无需实际的物质投入，极大地节省了成本。
再者，提高了设计的准确性和可靠性。
虚拟仿真可以模拟各种复杂的工况和环境条件，对机械产品进行全方位的性能测试，提前发现潜在的问题和缺陷，并及时进行改进，从而提高产品的质量和可靠性。
例如，在汽车发动机的设计中，通过虚拟仿真可以模拟燃烧过程、流体流动和热传递等现象，优化气缸的形状、气门的布局和喷油系统的设计，提高发动机的燃烧效率和动力性能。
然而，虚拟仿真也并非完美无缺。
它在一定程度上依赖于所建立的数学模型和假设条件，可能无法完全准确地反映实际情况。
而且，对于一些复杂的物理现象和非线性问题，虚拟仿真的精度和可靠性还有待提高。
为了弥补虚拟仿真的不足，实验研究仍然起着至关重要的作用。
实验研究能够提供真实、可靠的数据，验证虚拟仿真的结果，并发现一些在虚拟环境中难以预测的问题。
实验研究可以分为实验室实验和现场实验两种类型。
实验室实验通常在受控的环境中进行，可以精确地测量和控制各种参数，深入研究机械系统的基本原理和性能。
现场实验则是在实际工作条件下对机械产品进行测试，更能反映产品在实际应用中的表现。
在进行实验研究时，需要精心设计实验方案，选择合适的测量仪器和方法，确保数据的准确性和可靠性。
实验室信息化虚拟实验设计论文
实验室信息化虚拟实验设计论文随着科技的发展和实验室信息化的普及，虚拟实验设计逐渐成为实验室技术教学的重要组成部分。
本文旨在探讨实验室信息化虚拟实验设计的优势和实现方法，以及其在实验室教学中的应用。
一、实验室信息化虚拟实验设计的优势1.灵活性：虚拟实验设计可以根据不同的教学需求进行个性化定制，并可以随时进行修改和调整。
相比于传统实验室教学，虚拟实验设计具有更高的灵活性和操作能力，使得学生可以在不同的场景中进行实验操作。
2.安全性：在传统实验室教学中，由于实验操作中可能会出现危险或者不安全的情况，因此虚拟实验设计不仅可以大大减少事故的发生，还能保护学生和教师的安全。
3.成本效益：虚拟实验设计相比于传统实验室教学，具有更低的成本，且不需要进行昂贵的实验设备和耗材的采购，可以节约教育资源的同时，为学生提供更多样化的实验教学体验。
二、实验室信息化虚拟实验设计的实现方法1.构建虚拟环境：虚拟实验设计需要依赖于虚拟环境的构建，在实验之前，需要先进行虚拟实验环境的设计和构建。
虚拟实验环境的搭建需要根据具体的实验操作需求，设计相应的实验场景和条件，确保实验环境的真实性和可靠性。
2.选择虚拟实验平台：当前市面上已经有很多成熟的虚拟实验平台，比如网络实验室、虚拟仿真平台和虚拟实验室等，根据实验教学的需求，选择不同的平台进行虚拟实验设计。
3.开发虚拟实验软件：虚拟实验软件是虚拟实验设计的核心工具，它可以帮助教师实现实验操作的仿真模拟和教学过程的交互式展示。
虚拟实验软件的开发需要针对不同的实验教学需求进行功能设计和技术开发。
三、实验室信息化虚拟实验在教学中的应用1.提高教学效率：虚拟实验设计通过模拟真实实验场景，可以大大提高学生实验操作的效率和体验，同时有利于教师在较短时间内传授更多的实验知识，提高教学效率。
2.增强实验教学的灵活性：虚拟实验设计的灵活性使得实验教学可以不受时间和空间的限制，学生可以随时进行实验操作，并根据个人需求进行个性化定制。
基于虚拟现实技术的机械设计实践
基于虚拟现实技术的机械设计实践虚拟现实（Virtual Reality，简称VR）技术是一种以计算机仿真技术为基础，通过模拟真实场景或创造虚构的场景，使用户可以沉浸在一个特定的虚拟环境中的技术。
在众多领域中，机械设计实践是一个可以充分利用虚拟现实技术的领域。
本文将探讨基于虚拟现实技术的机械设计实践，并介绍其在提高设计效率、优化产品性能、降低成本以及提升用户体验方面的应用。
一、虚拟现实技术在机械设计中的应用1. 产品设计与模型展示虚拟现实技术可以帮助机械设计师在产品设计阶段进行可视化展示。
通过虚拟现实设备，设计师可以在虚拟环境中观察和操作虚拟产品原型，从而更清晰地认识产品的外观、结构和功能。
此外，虚拟现实还可以模拟真实物理环境和力学特性，设计师可以通过虚拟实验来测试产品的性能和可靠性，从而优化产品设计。
2. 制造过程的虚拟仿真虚拟现实技术可以在机械设计实践中模拟产品的制造过程，并进行虚拟仿真。
在产品制造前，通过虚拟现实技术，设计师可以模拟产品装配、加工和运行的过程，及时发现和解决潜在问题，避免因设计缺陷或工艺不合理而导致的生产线停滞和质量问题，提高生产效率和产品质量。
3. 运维与维修虚拟现实技术在机械设备的运维与维修方面发挥着重要作用。
通过虚拟现实设备，维修人员可以在虚拟环境中对设备进行操作和维护，同时获得实时的指导和反馈。
这种虚拟实境下的训练和实践能够提高维修人员的技能水平和修复效率，减少人为错误和设备故障对生产造成的影响。
二、基于虚拟现实技术的机械设计实践的优势1. 提高设计效率利用虚拟现实技术进行机械设计实践，设计师可以在虚拟环境中快速创建、修改和验证产品原型。
相比传统设计流程，虚拟现实技术可以减少试错成本，节省设计时间，提高设计效率。
此外，虚拟现实技术还可以提供更为直观的用户界面和交互方式，使设计师能够更好地与设计对象进行交互和沟通。
2. 优化产品性能利用虚拟现实技术进行虚拟实验和模拟分析，设计师可以更充分地了解产品的特性和性能。
机械工程虚拟仿真实验平台如何构建论文
机械工程虚拟仿真实验平台如何构建论文机械工程虚拟仿真实验平台如何构建论文摘要:虚拟仿真实验教学能降低实验成本、减少危险性，是目前各高校实验室建设的重要方向。
本文分析了虚拟仿真实验教学的重要性，根据农业院校机械工程学科的特点，提出了农业院校机械工程虚拟仿真实验平台应构建的5个实验平台方向。
关键词：:虚拟仿真;农业院校;实验平台;机械工程随着经济社会的发展，各种精密机床和实验设备在高校实验室的使用越老越多。
但与此同时，由于数控加工系统普遍设备昂贵，使用和维护成本高，而且带有一定的危险性，很难容纳多学生的学习。
通过VＲ虚拟现实技术可以很好的避免这些问题。
虚拟实验室是一种开放的网络虚拟实验教学系统，该系统是以教学为基础的网络技术，通过虚拟现实技术来构建，把现在实验教学中的实验资源虚拟和数字化，从而达到课程实验教学的目标。
1农业院校机械工程学科的特点农业是国民经济的基础，农业机械化是农业现代化的重要标志，关乎“四化”同步推进全局。
智能农机装备代表着农业先进生产力，是提高生产效率、转变发展方式、增强农业综合生产能力的物质基础，也是国际农业及装备产业技术竞争的焦点。
高等农业院校的机械工程学科专业，培养机械工程、农业工程的专门工程技术人才，是我国高等农业教育的重要组成部分，对于振兴我国地方经济、发展农业生产，实现我国农业向现代化农业的历史性转变具有重要的意义。
2农业院校机械工程虚拟仿真实验教学系统的构建作为农业院校的机械工程虚拟仿真实验平台应该需要满足课程基本实验知识的传授、基本实验的操作、并有一定的农业院校特色，以增加学生动手的'积极性，培养学生的动手、动脑能力，为学生在以后的学习工作中打下坚实的基础。
2．1机械工程基础虚拟仿真实验教学系统机械工程基础虚拟仿真实验教学系统让学生在虚拟的三维环境下进行实验和练习，使用信息网络技术对实验和练习的数据进行采集，再结合虚拟仿真实验教学管理平台进行实验课程安排和实验效果的考察，从而可以解决机械专业实验教学工作中对于机械设备结构原理认知学习的晦涩难懂，减少对实验设备的损坏，帮助院校改善和解决实验设备台套数的不足、需要经常维修等问题，切实提高机械专业学生的实验实践能力。
机械设计基础课虚拟实验的设计与开发
机械设计基础课虚拟实验的设计与开发机械设计作为一门实践性很强的课程，在教学中实验室设置占据了极其重要的地位。
然而，实验室搭建与调试十分耗时耗力，时常安全风险也难以忽视。
为了满足机械设计基础课对实验教学的要求，建立虚拟实验平台显得尤为必要。
虚拟实验平台的建立需要解决的核心问题，主要存于实验仿真的准确性。
传统的机械仿真，通过分析的方法写出求解方程，可以得到一定的实验结果，但是得不到真实实验条件下的准确结果，而通过实验仪器或者计算机仿真可以较好地模拟真实实验条件下的结果，提高结果的准确度。
其次，虚拟实验平台也应该支持多媒体学习，如图形化视频演示、教学模拟等。
多媒体学习不仅能够提高学生的学习效率，更能把难以直接感知的原理抽象展示出来，使得学生对机械原理的认识更加深刻。
另外，学习的实时性也是虚拟实验平台应具备的基本要求，即学生可以在线进行实验，及时反馈自己的实验结果，掌握实验变化规律。
实时性的优势不仅使得学生学习效率极大提高，而且还能让教师及时发现学生的问题和漏洞，给予及时的改正和建议，以促进学生更好地学习。
基于以上分析，结合当前机械设计基础课的需求，我们可以构建一个面向机械设计基础课的虚拟实验平台，它应满足以下要求：（1）建立一个准确可靠的机械仿真模型，使实验结果能够更加准确。
（2）建立一个可以支持多媒体，如图形化视频演示、教学模拟等，以提高学生学习效率的虚拟实验环境。
（3）建立一个可以实时展示实验结果及时反馈学生实验结果的环境，以提高学习效率。
针对以上三个要求，在实现上可以构建以下系统：（1）设计一个基于Matlab的仿真软件，基于仿真软件的机械模型，可以让学生根据实验要求，可视化地表达出实验过程中的变化情况，以此获得实验结果。
（2）在仿真系统的基础上，利用多媒体技术，结合图像、音频、视频技术，设计一套授课教学模式，将实验原理点使用视频形式呈现，以此更好地让学生理解实验原理。
（3）建立一个专门的在线实验室，让学生在线进行实验，及时反馈自己的实验结果，方便教师及时发现学生中的问题，给予及时改正和建议。
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机械设计虚拟实验室的设计与实现摘要：本文针对机械设计课程中不同实验的特点采用不同的软件进行开发，最后用网页将所有虚拟实验模块整合到一起，着重介绍了利用cult3d、virtools和fla sh软件进行虚拟实验设计的方法，提出了继续研究和探索的方向。
关键词：虚拟实验室；实体造型；虚拟设计；网页发布
机械设计课程实验是连接基础课与专业课的重要环节，能够使学生通过自己的思考分析独立进行实验设计、实验操作和实验分析，提高学生的学习自主性和主动性，培养学生的动手能力和创新能力。
为学生掌握机械设计实验方法提供学习机会和实践体验，促进知识、能力与素质的协同发展。
虚拟实验室是近年来信息技术迅速发展的产物，是虚拟现实技术重点应用之一，也是促进教育方式、方法和科学实验进步的重要手段。
它具有低成本、扩展性强、高效率、协作性强、安全性高、时间空间限制小等优点。
1方案设计
1.1功能设计。
在机械设计虚拟实验室在功能上能够实现机械零件认知实验、带传动实验、螺栓联接实验、零件装配实验。
认知实验的认知类零件主要包括螺栓、键、圆柱齿轮、圆锥齿轮、蜗轮、蜗杆、带、带轮、轴、轴系固定元件和滚动轴承等内容。
带传动实验包括传动带的弹性滑动和打滑实验。
螺栓联接实验能够表达出螺栓联接在拧紧过程中各部分的受力和变形情况。
验证受轴向工作载
荷时预紧螺栓联接的变形规律，及对螺栓总拉力的影响。
零件装配实验能够对零部件模型进行拆装仿真，包括螺栓联接、键联接，轴系结构、联轴器、减速器等装配。
1.2 系统设计。
机械设计虚拟实验室采用web浏览器和网络服务器相结合的架构。
实验人员只需通过访问机械设计虚拟实验室的网址就可以进行机械设计实验的虚拟操作。
虚拟实验室能够通过鼠标和键盘进行人机交互，能够对所有零件进行放缩、旋转、平移、名称显示。
实验过程中具有实验操作演示、操作步骤提示、错误提醒、数据分析、相关理论注释等。
2 模型设计
2.1 实体建模。
利用solidworks对机械虚拟实验室中的所有机械零件进行实体模型构建。
为了保证实体模型的数据准确性，创建前要进行机械零件的测绘，并且所有零件都按统一的单位进行记录数据。
这样能够避免模型导入到虚拟开发平台后进行相关操作时出现异常现象。
如模型导入到虚拟开发平台后场景中各物体模型的各个部分出现尺寸和比例不一致。
2.2场景设计。
为了提高虚拟实验室的真实感，需要在3d max 中设计实验室场景，如实验室的房间，实验操作台、实验工具等。
同时还要对所有导入到3d max中的机械零件模型进行材质贴图、灯光、渲染烘焙。
3 虚拟设计
3.1认知实验。
认知实验模块采用cult3d作为开发工具。
cult3d
是cycore公司开发的应用软件，cult3d的最大特点是展示功能制作简单，与java技术结合紧密。
通过cult3d虚拟开发平台可以实现模型的平移、放缩、旋转等人机交互功能。
首先通过cult3d exporter从3ds max中导入机械零件的实体模型；然后在cult3d designer中进行交互设计；最后通过cult3d viewer，将制作的认知实验模块发布成网页能够接收的格式。
3.2零件装配实验
1）基本运动实现。
在虚拟装配实验中，装配和拆装是两个关键的步骤。
实验时操作者可以按照提示来学习装配实验中各零部件的装配和拆装，然后进行反复练习，提高熟练程度。
2）摄像机控制。
在virtools软件中，摄像机能够实现虚拟漫游功能，可分为全景摄像机和跟随摄像机两种，这两者之间可以通过设计脚本进行转换。
全景摄像通过透视图来显示机械零件虚拟装配中的整个场景，还能够利用鼠标控件摄像机旋转，达到不同视角观察整个场景的效果；跟随摄像机通过追踪机械零部件的方式进行跟随摄像，摄像机与机械零部件之间始终保持设置的距离值。
3）碰撞检测。
在现实的机械设计实验过程中，所有的机械零部件都是具有物理属性的实体，相互之间不能够穿越，并且所有的实验操作都是在操作平台进行。
而虚拟实现所有的机械零部件均是虚拟的模型，为了避免产生穿越现象，virtools内嵌了碰撞检测功能。
在虚拟实现设计时，对操作平台添加floor 属性，对机械零部件添
加fixed obstacle 属性，同时将prevent collision 行为模块添加到对应的脚本设计中，这样就能够实现碰撞检测功能，达到真实的效果。
4 网页整合。
通过dreamweaver软件将cult3d、virtool和flash 生成的虚拟实验整合到统一的网页中。
cult3d生成的虚拟实验整合到dreamweaver制作的网页中需要在dreamweaver软件添加cult3d 三维模型的插件cult3d.mxp，然后执行dreamweaver文件菜单”插入”下的”cult3d”，在出现的”choose cult3d file…”对话框中选择需要插入的cult3d三维模型文件（扩展名.co），然后把文件保存到一个html文件中。
virtools生成的虚拟实验整合到dreamweaver制作的网页中需要在virtools的file中选择create web page, 在弹出的设置面板choose destination选项中选择所要保存文件的路径，在setting选项中设置window size的数值为800、600。
点击ok键，创建网页形式执行文件。
3总结
机械设计虚拟实验室交互性强、访问流畅、界面友好、操作简单，为实验教学模式提供了新的探索。
机械设计虚拟实验室还存在很多问题需要继续研究和探索，主要包括以下几个方面：1）对于较复杂的实验配上场景和音效后会使生成的执行文件较大，在现有硬件的基础上，通过网页形式如何保证访问速度和网络流量仍然值得研究。
2）对于大型实体模型数据库进行存储和管理是非常值得
研究的课题。
3)进一步完善机械设计虚拟实现室，实现学、考、评于一体的网络教学课堂。
参考文献
[1] 李昌国,朱福全，谭良.基于3d和virtools 技术的虚拟实验开发方法研究[j]
[2] 范国琛, 赵立棣, 张建新. 基于cult3d技术的摩托车虚拟现实展示[j]。