21世纪是知识经济的世纪，是知识创新的世纪。机械工程是历史悠久的专业，《机械原理》课程中机构的基本类型及其组成，人们已经认识得十分详尽，虽然不会有多少突破，但是，机构的综合永无止境。工业生产的许多发明和创新都可以说得上是机构综合的结果。因此，该课程正是培养机械专业学生创新精神和创新能力的基础。
为此许多院校购置了各种组合教具，如德国的Fisher等，这些组合教具提供了各种各样的基本构件和原动机，让学生自主进行机构拼装，并观察其运动状况，从而提高学生对机构的认识并进而培养学生的创新能力。
但这种方法也存在以下一些缺点：
①这些教具的价格较高，很难做到每个学生人手一套；
②这些教具的维护麻烦，实验室教师常抱怨，一套教具中丢掉一个构件，往往会造成整套教具失效，损失惨重；
③这些构件往往是采用硬塑或有机玻璃做成，受结构和尺寸的限制，所能够组合成的机构类型有限；
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④所提供的原动机一般是电动机，只能实现旋转运动，且运动速度的调节范围有限；
⑤这种组合教具一般只能用来组成单自由度机构，对于多自由度机构以及空间机构则较为困难。
所谓虚拟机构就是运用三维CAD软件Solid Edge或UG设计了大量的参数化的各种典型构件（如齿轮、凸轮、连杆、滑块等），并建立基于网络的机构拼装构建库。由学生在计算机上运用网络构件资源，进行机构的任意拼装，并在三维环境下模拟机构的运动，以提高学生对机构的深入认识并进而培养学生的创新能力。此外基于网络的虚拟机构还提供了一个互动的构建共享、机构拼装、运动分析、交流学习的平台，同学们可以从网络平台上下载所需要的构件，教学机构拼装、运动模拟分析，也可以将自己制作的虚拟构建上传到网络平台，供其它同学使用，还可将拼装的机构及其运动状况上传到网络平台，供同学们学习交流。
虚拟机构具有以下特点：
①成本低，可以做到每个学生人手一套，且系统维护方便；
②所有的构件都是参数化的，因此所能够组合成的机构类型较多，变化较多；
③机构中的原动件机可以旋转也可以直线移动，其速度、加速度可随意调节；
④机构的拼装过程是根据构件本身的结构特征进行装配组合，完全和真实的装配过程一致，有利于对机构运动的深刻理解；
⑤完全采用三维实体造型，运动仿真也完全在三维环境中进行，因此运动仿真的效果和可视性较好；
⑥在机构设计和拼装过程中，可随时设计、编辑或替换机构中的构件，方便机构的设计与拼装；
⑦对于多自由度机构及三维空间机构的运动仿真特别有效。
徐武彬 2005年7月
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