CN105261280A - 多气候环境模拟装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种多气候环境模拟装置，属于测试试验装置技术领域，包括高原模拟舱,还包括海洋模拟舱和地震模拟结构，所述海洋模拟舱固定设置在高原模拟舱的正下方，所述高原模拟舱内设有供气系统、喷淋系统、温控系统、太阳光发生器、制冰系统、制雾系统及噪声系统，所述海洋模拟舱内设有供气系统、喷淋系统、温控系统、海水循环系统、海浪发生装置、异味发生装置及噪声系统。本发明通过设置高原、海洋模拟舱及地震模拟结构，可同时实现模拟高原、海洋和地震等各种极端气候环境，让不同体验者可一次性体验高原、海洋和地震等各种极端气候，克服了现有技术中仅能模拟单一气候而存在的体验成本高和制造成本高的问题。

Description

多气候环境模拟装置

技术领域

本发明属于测试试验装置技术领域，具体涉及一种多气候环境模拟装置。

背景技术

气候环境模拟可使普通体验者直接真实的体验各种气候环境对人体的感官刺激，提高对各种极端气候的认识，也可对极端气候受伤患者或恐惧人员再现相同气候环境，加快受伤患者治愈周期，消除恐惧人员恐惧心理，尽快康复，另外，对科研工作者提供实践机会，从而提供珍贵的科研信息。

现阶段，模拟气候环境的产品越来越多，但其模拟的气候环境比较单一，比如，申请号为CN201420292191.9，名称为一种高原模拟舱的实用新型专利，能模拟高原气候环境，但不能模拟海洋及地震气候，而申请号201410144150X，名称为一种轴向密封的卡箍快开卧式深海模拟舱的发明专利，能模拟深海气候环境，但不能模拟高原及地震气候，这使得体验者只能进行单一环境的体验，不能进行复杂多气候环境的体验。若进行不同气候环境的体验，则需不同设施进行多次试验，在一定程度上，增加了体验成本和设施的制造成本。

针对上述问题，有必要对现有模拟舱的结构进行改进，使一套模拟舱即可模拟多种气候环境，从而减少体验成本和设施的制造成本。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种多气候环境模拟装置，可一次性进行多种气候环境的模拟，以解决现有技术中由于模拟气候单一存在的体验成本和制造成本高的问题。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

多气候环境模拟装置，包括高原模拟舱，还包括海洋模拟舱和地震模拟结构，所述海洋模拟舱固定设置在高原模拟舱的正下方；

所述高原模拟舱内设有供气系统、喷淋系统、温控系统、太阳光发生器、制冰系统、制雾系统及噪声系统；

所述高原模拟舱内设置有全视角视频系统，所述全视角视频系统包括球形显示器与舱外信号源连通的通讯数据线，所述球形显示器上设置有可360°旋转的摄像头；

所述海洋模拟舱内设有供气系统、喷淋系统、温控系统、海水循环系统、海浪发生装置、异味发生装置及噪声系统；

所述海洋模拟舱舱壁内表面上设置有可360°旋转的全方位视频系统和可360°旋转的摄像头；

所述高原模拟舱的舱底包括固定部分和活动部分，所述固定部分具有圆形空腔，所述活动部分为可上下旋转的连接在固定部分圆形空腔上的多个连续设置的扇形板；

所述地震模拟结构包括所述多个连续设置的扇形板及设置在海洋模拟舱舱壁上与扇形板一一对应的伸缩机构；

所述地震模拟结构还包括固定设置在海洋模拟舱底部的动力端和可驱动力端的作上下运动和旋转运动的驱动端。

进一步，所述地震模拟结构还包括与动力端间隙配合的地震震动盘和设置在配合间隙中的弹性震动球。

进一步，所述动力端为具有与海洋模拟舱舱体相同直径的球形结构，所述地震震动盘为内表面为球形的圆环结构，所述球形结构的球形外表面与地震震动盘的球形内表面相配合。

进一步，所述驱动端包括插入动力端的传力头和与传力头固连的动力轴，所述海水循环系统穿过动力轴和传力头使海洋模拟舱与外界水源相连。

进一步，所述传力头上设置有至少一个可驱动动力端运动的力杆，所述动力端设置有与力杆间隙配合的力杆插孔，所述传力头为圆椭形或球形或其它圆滑过渡结构。

进一步，所述海浪发生装置为驱动叶轮或螺旋桨；所述海水循环系统上设有海水净化器。

进一步，所述扇形板下设置有用于防止体验者从扇形板裂开缝吊下的防护网，所述防护网上设置有逃逸口和可拆卸设置在逃逸口的安全装置，所述安全装置为采用弹性材料制成的弹性绳或绳网。

进一步，所述高原模拟舱及海洋模拟舱内还设置有温度传感器、湿度传感器、压力传感器、速度传感器、加速度传感器、室内环境信息发送装置及智能报警系统。

进一步，还包括佩带于体验者身上的生命体征仪和体征信息发送装置；还包括对体验者生命体征信息及室内环境信息进行接收并适时调整不同气候环境参数的智能控制系统。

进一步，整个装置的重心位于动力端内。

本发明的有益效果是：

1、本发明通过设置高原、海洋模拟舱及地震模拟结构，可同时实现模拟高原、海洋和地震等各种极端气候环境，让不同体验者可一次性体验高原、海洋和地震等各种极端气候环境：使普通体验者提高对各种极端气候的感官认识，为科研工作者提供珍贵的科研信息，同时可消除在特殊气候条件下的受伤人员对极端气候的恐惧心理，从而加快治愈周期，解决了现有技术中由于模拟气候单一存在的体验成本和制造成本高的问题。

2、通过设置全视角视频系统，可提供与模拟气候条件相匹配的音频和视频画面，增强体验者的真实感受。

3、通过设置可旋转翻转的扇形板，模拟地震气候中地面或山体被地震能量强行撕裂的真实情景，使体验者不但有视频画面的强烈冲击，还有撕裂过程身体的真实感受，进一步提高模拟的真实性和对体验者的震憾效果。

4、通过设置动力端、与动力端间隙配合的地震震动盘和设置在配合间隙中的弹性震动球，可使整个装置在动力端的驱动下作上下直线运动及旋转运动，同时，由于是间隙配合，还可有一定摆动自由度，并在弹性震动球的作用下，放大这种震动效果，提高地震烈度水平。

5、将整个装置的重心设置在动力端内，可防止模拟地震气候环境时舱体倾覆。

6、将海水循环系统穿过动力轴和传力头实现与外界水源相连，可避免在旋转过程中，各管路与舱体的缠绕问题。

本发明的其他优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本发明的实践中得到教导。本发明的目标和其他优点可以通过下面的说明书来实现和获得。

附图说明

为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步的详细描述，其中：

图1为本发明多气候环境模拟装置的结构示意图；

图2为本发明多气候环境模拟装置的局部剖面图。

附图标记：

1-高原模拟舱；2-海洋模拟舱；3-地震模拟结构；4-供气系统；5-喷淋系统；6-温控系统；7-太阳光发生器；8-制冰系统；9-制雾系统；10-噪声系统；11-异味发生装置；12-扇形板；13-伸缩机构；14-动力端；15-驱动端；16-弹性震动球；17-地震震动盘；18-传力头；19-动力轴；20-力杆；21-力杆插孔；22-驱动叶轮；23-防护网；24-逃逸口；25-全视角视频系统；26-球形显示器；27-全方位视频系统；28-可360°旋转的摄像头；29-海水循环系统。

具体实施方式

以下将参照附图，对本发明的优选实施例进行详细的描述。应当理解，优选实施例仅为了说明本发明，而不是为了限制本发明的保护范围。

如图1、图2所示，本实施例的多气候环境模拟装置，包括高原模拟舱1、海洋模拟舱2和地震模拟结构3，海洋模拟舱2采用螺栓与高原模拟舱1连接固定，并且呈上下设置状态，即高原模拟舱1在上，海洋模拟舱2在下，可先模拟高原气候，然后再模拟海洋气候，在实际应用中，两个舱体也可以是一个整体结构；

在高原模拟舱1内设有调节气压的供气系统4、可模拟下雨天气的喷淋系统5、可进行温度控制的温控系统6、可产生太阳光的太阳光发生器7、可模拟结冰天气的制冰系统8、可模拟大雾天气的制雾系统9及模拟各种自然声音的噪声系统10，

在海洋模拟舱2内设有调节气压的供气系统4、可模拟下雨气候的喷淋系统5、可进行温度调节的温控系统6、可对海洋舱进行海水灌注和海水抽排的海水循环系统29、可将海水形成海浪的海浪发生装置、可模拟海洋环境的异味发生装置11及模拟各种自然声音的噪声系统10。

本实施例中，高原模拟舱1的舱底包括固定部分和活动部分，所述固定部分具有圆形空腔，所述活动部分为可上下旋转的连接在固定部分圆形空腔上的多个连续设置的扇形板12，扇形板12可以设置多个，最好是在2-10的范围内，本实施例采用两个180度的扇形板12，即为两个半圆板，地震模拟结构包括扇形板12的设置在海洋模拟舱舱壁上与扇形板一一对应的伸缩机构13，伸缩机构13可以是气缸或油缸或其它弹性伸缩机构，通过伸缩机构13将扇形板12向下翻转，从而在两者之间形成一个类似地震过程中地面或山体撕裂的场景。

本实施例中，地震模拟结构还包括动力端14和驱动端15，动力端15固定在海洋模拟舱2底部，驱动端15驱动动力端14，进而驱动整个装置作上下运动和旋转运动模拟天旋地转的地震场景。

作为本实施例的改进，所述地震模拟结构还包括与动力端14间隙配合的地震震动盘17和设置在配合间隙中的弹性震动球16，所述动力端14为具有与海洋模拟舱舱体相同直径的球形结构，所述地震震动盘17为内表面为球形的圆环结构，所述球形结构的球形外表面与地震震动盘17的球形内表面相配合。由于是间隙配合，具有一定摆动自由度，并在弹性震动球16的作用下，放大这种震动效果，从而提高地震烈度水平，当然，还可将弹性震动球16设置多个不同直径系列，从而调节动力端14与地震震动盘17的摆动空间，实现更多震动强度的地震级别。

还需注意的是，还可以在弹性震动球16的一端设置伸缩机构，在伸缩机构的作用下，直接调节调节动力端14与地震震动盘17的摆动空间。

作为本实施例的改进，所述驱动端15包括插入动力端14的传力头18和与传力头18固连的动力轴19，所述传力头18上设置有至少一个可驱动动力端14运动的力杆20，所述动力端14设置有与力杆20间隙配合的力杆插孔21，在动力轴19的驱动作用下，通过力杆20将运动传递到动力端14，驱动动力端14作旋转或垂直方向移动，进而带动整个舱体运动，通过力杆插孔21与力杆20的间隙，可以使动力端14具有相对自由的摆动和晃动，从而产生地震震感。

作为本实施例的改进，所述海水循环系统29穿过动力轴19和传力头18使海洋模拟舱与外界水源相连，连接接头的设置为可旋转连接头，使循环系统可作相对舱体的转动，可避免在旋转过程中，各管路与舱体的缠绕问题，

作为本实施例的改进，所述传力头18为圆椭形或球形或其它圆滑过渡结构，本实例优选为球形，可使传力头18在动力端14内有更多摆动空间。

作为本实施例的改进，所述海浪发生装置为驱动叶轮或螺旋桨，本实施例优选为驱动叶轮22，在驱动叶轮22的作用下，搅起海水形成海浪。

作为本实施例的改进，所述海水循环系统29上设有海水净化器对海水进行净化处理。

作为本实施例的改进，所述扇形板12下设置有用于防止体验者从扇形板12裂开缝吊下的防护网23，所述防护网23上设置有逃逸口24和可拆卸设置在逃逸口24的安全装置，所述安全装置为采用弹性材料制成的弹性绳或绳网，实际使用中，当地震气候完成后，体验人员自行打开弹性绳或绳网，从逃逸口进入海洋模拟舱，进行海洋气候环境的模拟。

作为本实施例的改进，所述高原模拟舱1内设置有全视角视频系统25，所述全视角视频系统25包括球形显示器26与舱外信号源连通的通讯数据线，通过通讯数据线将与高原气候条件相匹配音频和视频信息传递到球形显示器上，增强体验者的真实感受。

作为本实施例的改进，所述球形显示器26上设置有可360°旋转的摄像头27，通过可360°旋转呈像的摄像头，使管理人员对体验者实时动态跟踪，以便对体验者指导，确保使用效果，同时，也可对突发情况作出应急处理，以提高高原模拟舱的安全性。

作为本实施例的改进，所述海洋模拟舱舱壁内表面上设置有可360°旋转的全方位视频系统28和可360°旋转的摄像头27，本实施例的全方位视频系统28包括一个整圈的显示器，该显示器与海洋模拟舱的舱壁适形，并嵌于舱壁上，通过全方位视频系统28提供与海洋气候条件相匹配音频和视频信息，增强体验者的真实感受，同样，与高原舱一样，通过可360°旋转的摄像头27，一方面可对体验者进行指导，另一方面，也可对突发情况作出应急处理。

作为本实施例的改进，所述高原模拟舱1及海洋模拟舱2内还设置有温度传感器、湿度传感器、压力传感器、速度传感器、加速度传感器、室内环境信息发送装置及智能报警系统。

作为本实施例的改进，还包括佩带于体验者身上的生命体征仪和体征信息发送装置。

作为本实施例的改进，还包括对体验者生命体征信息及室内环境信息进行接收并适时调整不同气候环境参数的智能控制系统。

通过温度传感器、湿度传感器、压力传感器、速度传感器、加速度传感器分别对温度、湿度、压力、震动速度及震动加速度进行实时测量和生命体征仪对人体的生命体征如心跳、脉膊等的实时测量，并通过室内环境信息发送装置和体征信息发送装置传送到智能控制系统，对信息进行处理后，智能比对标准数据，并进行相应参数调整，如：震动烈度过大，则将震动参数调小；震动烈度过小，则将震动参数调大；温度过高，则需增加制冷效果。当出现异常情况时，则时发出警报，警示工作人员作应急处理，使整个装置可控、安全。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (10)

1.多气候环境模拟装置，包括高原模拟舱，其特征在于：还包括海洋模拟舱和地震模拟结构，所述海洋模拟舱固定设置在高原模拟舱的正下方；

所述高原模拟舱内设有供气系统、喷淋系统、温控系统、太阳光发生器、制冰系统、制雾系统及噪声系统；

所述高原模拟舱内设置有全视角视频系统，所述全视角视频系统包括球形显示器与舱外信号源连通的通讯数据线，所述球形显示器上设置有可360°旋转的摄像头；

所述海洋模拟舱内设有供气系统、喷淋系统、温控系统、海水循环系统、海浪发生装置、异味发生装置及噪声系统；

所述海洋模拟舱舱壁内表面上设置有可360°旋转的全方位视频系统和可360°旋转的摄像头；

所述高原模拟舱的舱底包括固定部分和活动部分，所述固定部分具有圆形空腔，所述活动部分为可上下旋转的连接在固定部分圆形空腔上的多个连续设置的扇形板；

所述地震模拟结构包括所述多个连续设置的扇形板及设置在海洋模拟舱舱壁上与扇形板一一对应的伸缩机构；

所述地震模拟结构还包括固定设置在海洋模拟舱底部的动力端和可驱动力端的作上下运动和旋转运动的驱动端。

2.根据权利要求1所述的多气候环境模拟装置，其特征在于：所述地震模拟结构还包括与动力端间隙配合的地震震动盘和设置在配合间隙中的弹性震动球。

3.根据权利要求2所述的多气候环境模拟装置，其特征在于：所述动力端为具有与海洋模拟舱舱体相同直径的球形结构，所述地震震动盘为内表面为球形的圆环结构，所述球形结构的球形外表面与地震震动盘的球形内表面相配合。

4.根据权利要求1所述的多气候环境模拟装置，其特征在于：所述驱动端包括插入动力端的传力头和与传力头固连的动力轴，所述海水循环系统穿过动力轴和传力头使海洋模拟舱与外界水源相连。

5.根据权利要求4所述的多气候环境模拟装置，其特征在于：所述传力头上设置有至少一个可驱动动力端运动的力杆，所述动力端设置有与力杆间隙配合的力杆插孔，所述传力头为圆椭形或球形或其它圆滑过渡结构。

6.根据权利要求1所述的多气候环境模拟装置，其特征在于：所述海浪发生装置为驱动叶轮或螺旋桨；所述海水循环系统上设有海水净化器。

7.根据权利要求1所述的多气候环境模拟装置，其特征在于：所述扇形板下设置有用于防止体验者从扇形板裂开缝吊下的防护网，所述防护网上设置有逃逸口和可拆卸设置在逃逸口的安全装置，所述安全装置为采用弹性材料制成的弹性绳或绳网。

8.根据权利要求1所述的多气候环境模拟装置，其特征在于：所述高原模拟舱及海洋模拟舱内还设置有温度传感器、湿度传感器、压力传感器、速度传感器、加速度传感器、室内环境信息发送装置及智能报警系统。

9.根据权利要求1所述的多气候环境模拟装置，其特征在于：还包括佩带于体验者身上的生命体征仪和体征信息发送装置；还包括对体验者生命体征信息及室内环境信息进行接收并适时调整不同气候环境参数的智能控制系统。

10.根据权利要求1-9任一所述的多气候环境模拟装置，其特征在于：整个装置的重心位于动力端内。