CN110044572B - 龙卷风模拟器水平移动装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种龙卷风模拟器水平移动装置，包括风洞流道，风洞流道内设有模拟试验区，模拟试验区的一侧侧面上设有模拟试验通孔，模拟试验通孔上安装设有模拟风口二维平面移动装置；模拟风口二维平面移动装置包括覆盖在模拟试验通孔上的软质遮挡带，软质遮挡带上设有模拟风口，且软质遮挡带的两端分别设有用于驱动其移动并使模拟风口在模拟试验通孔区域内做二维平面移动的模拟风口移动机构；模拟风口移动机构包括用于收放卷软质遮挡带的收放卷辊和用于驱动收放卷辊沿其轴向方向移动的轴向移动机构；还包括与模拟风口同步移动的龙卷风模拟器安装架和用于模拟龙卷风的龙卷风模拟器，能够模拟移动状态下的龙卷风。

Description

龙卷风模拟器水平移动装置
技术领域
本发明属于风洞技术领域，具体的为一种龙卷风模拟器水平移动装置。
背景技术
风洞(wind tunnel)即风洞实验室，是以人工的方式产生并且控制气流，用来模拟飞行器或实体周围气体的流动情况，并可量度气流对实体的作用效果以及观察物理现象的一种管道状实验设备，它是进行空气动力实验最常用、最有效的工具之一。
公开号为CN106918439B的中国专利公开了一种基于风洞的龙卷风模拟器，主要包括风洞、风塔、导流板、电机、整流罩、风扇转子、蜂窝器和升降台；其中，风塔整体为筒体结构，安装在风洞实验段上壁外侧；风塔主要包括整流装置和导流装置；整流装置包括整流罩和蜂窝器；整流罩内部安装电机和风扇转子；导流装置主要是产生涡旋风场的导流板；蜂窝器用于整流，与电机的轴线平行；升降台安装在风洞实验段上下洞壁之间。
通过现有的龙卷风模拟器能够模拟龙卷风，但现有技术中，在风洞中利用龙卷风模拟器模拟龙卷风时，需要在风洞顶面开设模拟风口，但是现有的风洞中，模拟风口的位置以及龙卷风模拟器的位置均是固定的，即龙卷风模拟器只能够在固定位置处模拟龙卷风。然而在自然环境中，龙卷风往往具有一定的水平速度，即在自然环境中，龙卷风的位置往往不是固定的，现有的风洞无法模拟移动状态下的龙卷风。
发明内容
有鉴于此，为了解决现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种龙卷风模拟器水平移动装置。
为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种龙卷风模拟器水平移动装置，包括风洞流道，所述风洞流道内设有模拟试验区，所述模拟试验区的一侧侧面上设有模拟试验通孔，所述模拟试验通孔上安装设有模拟风口二维平面移动装置；
所述模拟风口二维平面移动装置包括覆盖在所述模拟试验通孔上的软质遮挡带，所述软质遮挡带上设有模拟风口，且所述软质遮挡带的两端分别设有用于驱动其移动并使所述模拟风口在所述模拟试验通孔区域内做二维平面移动的模拟风口移动机构；
所述模拟风口移动机构包括用于收放卷所述软质遮挡带的收放卷辊和用于驱动所述收放卷辊沿其轴向方向移动的轴向移动机构；
还包括与所述模拟风口同步移动的龙卷风模拟器安装架，所述龙卷风模拟器安装架上安装设有用于模拟龙卷风的龙卷风模拟器。
进一步，所述收放卷辊上设有用于驱动其转动进而收卷或放卷所述软质遮挡带的收放卷驱动机构；所述收放卷驱动机构包括收放卷电机和与所述收放卷电机传动连接的收放卷变速箱，所述收放卷变速箱的输出轴与所述收放卷辊传动连接。
进一步，所述轴向移动机构包括与所述收放卷辊平行设置的螺杆和旋转配合套装在所述收放卷辊的转轴上并与所述收放卷辊同步轴向移动的移动板，所述螺杆与所述移动板螺纹配合。
进一步，所述轴向移动机构还包括与所述收放卷辊平行设置的第一导轨，所述移动板上设有与所述第一导轨配合的第二导轨。
进一步，还包括分别位于所述模拟试验通孔两端并用于导向所述软质遮挡带的两根导向辊，所述导向辊与所述收放卷辊平行并与所述收放卷辊同步轴向移动。
进一步，所述软质遮挡带的两侧分别设有夹板机构；所述夹板机构包括两块夹板，所述软质遮挡带位于两块所述夹板之间，两块所述夹板的两端分别旋转配合套装在对应的所述收放卷辊的转轴上并与所述收放卷辊同步轴向移动。
进一步，所述软质遮挡带的宽度大于等于所述模拟试验通孔的宽度的两倍，所述模拟风口的几何中心落在所述软质遮挡带的中心线上。
进一步，所述龙卷风模拟器安装架上设有与所述软质遮挡带垂直的第一滑轨，所述龙卷风模拟器滑动配合安装在所述第一滑轨上，且所述龙卷风模拟器安装架上设有用于驱动所述龙卷风模拟器沿着所述第一滑轨移动的龙卷风模拟器驱动机构
进一步，所述龙卷风模拟器安装架包括两根相互平行的支撑杆，所述支撑杆上设有与所述软质遮挡带平行的第二滑轨，且两根所述支撑杆之间设有与所述第二滑轨滑动配合的滑动安装架，所述滑动安装架上固定安装设有所述第一滑轨，所述第一滑轨的一端与所述软质遮挡带固定连接；所述支撑杆与所述收放卷辊垂直，且所述支撑杆的两端分别套装在两根所述收放卷辊的转轴上并与所述收放卷辊同步轴向移动。
进一步，所述软质遮挡带上与所述模拟风口对应设有硬质安装板，所述第一滑轨与所述硬质安装板固定连接。
进一步，所述第一滑轨相对于所述模拟风口的轴线呈环形均布设置。
本发明的有益效果在于：
本发明龙卷风模拟器水平移动装置，通过在模拟试验区的侧面上设置模拟试验通孔，并利用软质遮挡带覆盖在模拟试验通孔，如此，能够有效避免模拟试验通孔影响风洞流道内的气流；通过在软质遮挡带上设置模拟风口，并利用模拟风口二维平面移动装置驱动软质遮挡带在模拟试验通孔所在的区域内沿着垂直的两个方向移动，如此，即可驱动模拟风口在模拟试验通孔所在的区域内沿着垂直的两个方向上移动，即模拟风口可在模拟试验通孔所在的区域内做二维平面移动；通过设置与模拟风口同步移动的龙卷风模拟器安装架，并将龙卷风模拟器安装在龙卷风模拟器安装架上，能够模拟移动状态下的龙卷风。
附图说明
为了使本发明的目的、技术方案和有益效果更加清楚，本发明提供如下附图进行说明：
图1为本发明龙卷风模拟器水平移动装置实施例的结构示意图；
图2为图1的A详图；
图3为图1的B详图；
图4为图1的俯视图；
图5为图4的C详图。
附图标记说明：
1-风洞流道；2-模拟试验区；3-软质遮挡带；4-模拟风口；5-收放卷辊；6-收放卷电机；7-收放卷变速箱；8-螺杆；9-移动板；10-丝杆电机；11-丝杆变速箱；12-第一导轨；13-第二导轨；14-导向辊；15-夹板；16-龙卷风模拟器安装架；17-龙卷风模拟器；18-第一滑轨；19-硬质安装板；20-支撑杆；21-滑动安装架；22-滑块；23-模拟器驱动螺杆；24-模拟器驱动电机。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好的理解本发明并能予以实施，但所举实施例不作为对本发明的限定。
如图1所示，为本发明龙卷风模拟器水平移动装置实施例的结构示意图。本实施例龙卷风模拟器水平移动装置，包括风洞流道1，风洞流道1内设有模拟试验区2，模拟试验区2的一侧侧面上设有模拟试验通孔，模拟试验通孔上安装设有模拟风口二维平面移动装置。本实施例的模拟风口二维平面移动装置包括覆盖在模拟试验通孔上的软质遮挡带3，软质遮挡带3上设有模拟风口4，且软质遮挡带3的两端分别设有用于驱动其移动并使模拟风口4在模拟试验通孔区域内做二维平面移动的模拟风口移动机构。本实施例的模拟风口移动机构包括用于收放卷软质遮挡带3的收放卷辊5和用于驱动收放卷辊5沿其轴向方向移动的轴向移动机构。
具体的，本实施例的收放卷辊5上设有用于驱动其转动进而收卷或放卷软质遮挡带3的收放卷驱动机构。本实施例的收放卷驱动机构包括收放卷电机6和与收放卷电机6传动连接的收放卷变速箱7，收放卷变速箱7的输出轴与收放卷辊5传动连接。通过分别控制与两根收放卷辊5传动连接的收放卷电机6同步转动，即可驱动模拟风口4在垂直于收放卷辊5的轴向方向上移动。
具体的，本实施例的轴向移动机构包括与收放卷辊5平行设置的螺杆8和旋转配合套装在收放卷辊5的转轴上并与收放卷辊5同步轴向移动的移动板9，螺杆8与移动板9螺纹配合。优选的，本实施例的收放卷辊5的转轴的两端均设有与其旋转配合的移动板9，两块移动板9均与螺杆8螺纹配合，可使收放卷辊5沿轴向移动更加平稳。本实施例的螺杆8上设有用于驱动其转动的丝杆驱动机构。具体的，丝杆驱动机构包括丝杆电机10和与丝杆电机10传动连接的丝杆变速箱11，丝杆变速箱11的输出轴与螺杆8传动连接，通过控制两个丝杆电机10同步转动，，即可驱动两根收放卷辊5沿其轴向同步移动，进而驱动模拟风口4沿着收放卷辊5轴向的方向移动。优选的，本实施例的轴向移动机构还包括与收放卷辊5平行设置的第一导轨12，移动板9上设有与第一导轨12配合的第二导轨13，用于移动导向。
进一步，本实施例龙卷风模拟器水平移动装置还包括分别位于模拟试验通孔两端并用于导向软质遮挡带3的两根导向辊14，导向辊14与收放卷辊5平行并与收放卷辊5同步轴向移动，用于导向软质遮挡带3，使软质遮挡带3能够完全覆盖在模拟试验通孔上。
进一步，本实施例的软质遮挡带3的两侧分别设有夹板机构。具体的，夹板机构包括两块夹板15，软质遮挡带3位于两块夹板15之间，两块夹板15的两端分别旋转配合套装在对应的收放卷辊5的转轴上并与收放卷辊5同步轴向移动，本实施例的两块夹板15的两端分别旋转配合套装在对应的收放卷辊5和导向辊14的转轴上。通过设置夹板机构，能够防止软质遮挡带3位于模拟试验通孔中间部位的区域在风洞流道1内部的气流作用下变形，进而避免对风洞流道1内的气流造成干扰。
进一步，软质遮挡带3的宽度大于等于模拟试验通孔的宽度的两倍，模拟风口4的几何中心落在软质遮挡带3的中心线上。如此，可使模拟风口4的二维平面移动区域完全覆盖模拟试验通孔所在的区域。
本实施例的模拟试验通孔设置在风洞流道1的顶面上，当然根据需要，也可以将模拟试验通孔设置在风洞流道1的侧面或底面上，不再累述。
本实施例龙卷风模拟器水平移动装置还包括与模拟风口4同步移动的龙卷风模拟器安装架16，龙卷风模拟器安装架16上安装设有用于模拟龙卷风的龙卷风模拟器17。本实施例的龙卷风模拟器安装架16上设有与软质遮挡带3垂直的第一滑轨18，龙卷风模拟器17滑动配合安装在第一滑轨18上，且龙卷风模拟器安装架16上设有用于驱动龙卷风模拟器17沿着第一滑轨18移动的龙卷风模拟器驱动机构。通过在龙卷风模拟器安装架上设置与软质遮挡带垂直的第一滑轨，如此，即可驱动龙卷风模拟器沿着第一滑轨移动，龙卷风模拟器在跟随模拟风口做同步的二维平面移动的基础上，可实现三维移动，即可以模拟三维移动的龙卷风。
本实施例的龙卷风模拟器安装架16包括两根相互平行的支撑杆20，支撑杆20上设有与软质遮挡带3平行的第二滑轨，且两根支撑杆20之间设有与第二滑轨滑动配合的滑动安装架21，滑动安装架21上固定安装设有第一滑轨18，第一滑轨18的一端与软质遮挡带3固定连接。本实施例的支撑杆20与收放卷辊5垂直，且支撑杆20的两端分别套装在两根收放卷辊5的转轴上并与收放卷辊5同步轴向移动。本实施例的软质遮挡带3上与模拟风口4对应设有硬质安装板19，第一滑轨18与硬质安装板19固定连接，如此，滑动安装架21可在软质遮挡带3的带动下沿着第二滑轨滑动，并在收放卷辊5的轴向移动的带动下沿收放卷辊5的轴向方向移动。本实施例的第一滑轨18相对于模拟风口4的轴线呈环形均布设置。
本实施例的龙卷风模拟器17上设有与第一滑轨18滑动配合的滑块22，本实施例的龙卷风模拟器驱动机构包括与第一滑轨18平行的模拟器驱动螺杆23，模拟器驱动螺杆23与其中一块滑块22之间螺纹配合，且第一滑轨18上固定安装设有用于驱动模拟器驱动螺杆23转动的模拟器驱动电机24。
本实施例龙卷风模拟器水平移动装置，通过在模拟试验区的侧面上设置模拟试验通孔，并利用软质遮挡带覆盖在模拟试验通孔，如此，能够有效避免模拟试验通孔影响风洞流道内的气流；通过在软质遮挡带上设置模拟风口，并利用模拟风口二维平面移动装置驱动软质遮挡带在模拟试验通孔所在的区域内沿着垂直的两个方向移动，如此，即可驱动模拟风口在模拟试验通孔所在的区域内沿着垂直的两个方向上移动，即模拟风口可在模拟试验通孔所在的区域内做二维平面移动；通过设置与模拟风口同步移动的龙卷风模拟器安装架，并在龙卷风模拟器安装架上设置与软质遮挡带3垂直的第一滑轨，如此，即可驱动龙卷风模拟器沿着第一滑轨移动，如此，龙卷风模拟器在跟随模拟风口做同步的二维平面移动的基础上，可实现三维移动，能够模拟移动状态下的龙卷风。
以上所述实施例仅是为充分说明本发明而所举的较佳的实施例，本发明的保护范围不限于此。本技术领域的技术人员在本发明基础上所作的等同替代或变换，均在本发明的保护范围之内。本发明的保护范围以权利要求书为准。

Claims (8)

1.一种龙卷风模拟器水平移动装置，包括风洞流道(1)，其特征在于：所述风洞流道(1)内设有模拟试验区(2)，所述模拟试验区(2)的一侧侧面上设有模拟试验通孔，所述模拟试验通孔上安装设有模拟风口二维平面移动装置；
所述模拟风口二维平面移动装置包括覆盖在所述模拟试验通孔上的软质遮挡带(3)，所述软质遮挡带(3)上设有模拟风口(4)，且所述软质遮挡带(3)的两端分别设有用于驱动其移动并使所述模拟风口(4)在所述模拟试验通孔区域内做二维平面移动的模拟风口移动机构；
所述模拟风口移动机构包括用于收放卷所述软质遮挡带(3)的收放卷辊(5)和用于驱动所述收放卷辊(5)沿其轴向方向移动的轴向移动机构；
还包括与所述模拟风口(4)同步移动的龙卷风模拟器安装架(16)，所述龙卷风模拟器安装架(16)上安装设有用于模拟龙卷风的龙卷风模拟器(17)；
所述收放卷辊(5)上设有用于驱动其转动进而收卷或放卷所述软质遮挡带(3)的收放卷驱动机构；所述收放卷驱动机构包括收放卷电机(6)和与所述收放卷电机(6)传动连接的收放卷变速箱(7)，所述收放卷变速箱(7)的输出轴与所述收放卷辊(5)传动连接；
所述轴向移动机构包括与所述收放卷辊(5)平行设置的螺杆(8)和旋转配合套装在所述收放卷辊(5)的转轴上并与所述收放卷辊(5)同步轴向移动的移动板(9)，所述螺杆(8)与所述移动板(9)螺纹配合；所述轴向移动机构还包括与所述收放卷辊(5)平行设置的第一导轨(12)，所述移动板(9)上设有与所述第一导轨(12)配合的第二导轨(13)。
2.根据权利要求1所述的龙卷风模拟器水平移动装置，其特征在于：还包括分别位于所述模拟试验通孔两端并用于导向所述软质遮挡带(3)的两根导向辊(14)，所述导向辊(14)与所述收放卷辊(5)平行并与所述收放卷辊(5)同步轴向移动。
3.根据权利要求1所述的龙卷风模拟器水平移动装置，其特征在于：所述软质遮挡带(3)的两侧分别设有夹板机构；所述夹板机构包括两块夹板(15)，所述软质遮挡带(3)位于两块所述夹板(15)之间，两块所述夹板(15)的两端分别旋转配合套装在对应的所述收放卷辊(5)的转轴上并与所述收放卷辊(5)同步轴向移动。
4.根据权利要求1所述的龙卷风模拟器水平移动装置，其特征在于：所述软质遮挡带(3)的宽度大于等于所述模拟试验通孔的宽度的两倍，所述模拟风口的几何中心落在所述软质遮挡带(3)的中心线上。
5.根据权利要求1-4任一项所述的龙卷风模拟器水平移动装置，其特征在于：所述龙卷风模拟器安装架(16)上设有与所述软质遮挡带(3)垂直的第一滑轨(18)，所述龙卷风模拟器(17)滑动配合安装在所述第一滑轨(18)上，且所述龙卷风模拟器安装架(16)上设有用于驱动所述龙卷风模拟器(17)沿着所述第一滑轨(18)移动的龙卷风模拟器驱动机构。
6.根据权利要求5所述的龙卷风模拟器水平移动装置，其特征在于：所述龙卷风模拟器安装架(16)包括两根相互平行的支撑杆(20)，所述支撑杆(20)上设有与所述软质遮挡带(3)平行的第二滑轨，且两根所述支撑杆(20)之间设有与所述第二滑轨滑动配合的滑动安装架(21)，所述滑动安装架(21)上固定安装设有所述第一滑轨(18)，所述第一滑轨(18)的一端与所述软质遮挡带(3)固定连接；所述支撑杆(20)与所述收放卷辊(5)垂直，且所述支撑杆(20)的两端分别套装在两根所述收放卷辊(5)的转轴上并与所述收放卷辊(5)同步轴向移动。
7.根据权利要求6所述的龙卷风模拟器水平移动装置，其特征在于：所述软质遮挡带(3)上与所述模拟风口(4)对应设有硬质安装板(19)，所述第一滑轨(18)与所述硬质安装板(19)固定连接。
8.根据权利要求7所述的龙卷风模拟器水平移动装置，其特征在于：所述第一滑轨(18)相对于所述模拟风口(4)的轴线呈环形均布设置。
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