CN114646448B - 一种利用风洞风阻测试的速度滑冰队列模拟训练装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种利用风洞风阻测试的速度滑冰队列模拟训练装置，所述速度滑冰队列模拟训练装置包括风洞室和试验室，所述风洞室的内部远离试验室的一端设置有风叶，所述风叶靠近试验室的一侧设置有稳流装置，本发明利用风洞室里的风速模拟速度滑冰的运动状态，在此环境下开展队列优化和强化训练，通过调节测力天平的相对位置，模拟速度滑冰的不同队列方式，进而进行最优比选，通过天平可获取运动员在测试过程中的风阻力，另外本发明还设置有校准装置，通过校准装置能够检测出测力天平的表面平整度，保证远动员站在测力天平上所受到的风阻与远动员站在实际滑冰场地所受到的风阻相同，防止模拟训练时所测得的风阻数据出现偏差。

Description

一种利用风洞风阻测试的速度滑冰队列模拟训练装置

技术领域

本发明涉及速度滑冰模拟训练技术领域，具体为一种利用风洞风阻测试的速度滑冰队列模拟训练装置。

背景技术

速度滑冰团体追逐是一种竞技比赛项目，竞赛成绩差距往往在百分之几秒。在运动过程中，运动速度引起的风阻力是占比最大的阻力，对比赛成绩的影响很大。为了提高成绩，需要对对不同队列方式进行最优比选，对关键技术动作展开强化模拟训练。

目前实际场地无法准确测量得到速度滑冰运动员以及运动装备受到的风阻力，只能根据理想化的模型，反推风阻力，因此误差较大，同时现有的技术无法通过定量数据去优化多人运动队列运动员的队列比选，多是依靠经验进行，效果欠佳，而且运动装备研发大多依据人台模型试验，无法评测在运动员运动过程中的真实风阻性能，最后目前检测运动员受到风阻力的装置通常是测力天平，但测力天平在长时间使用后表面会有一定的变化，当测力天平的表面与实际滑冰场地的表面相差较大时，模拟训练获得的数据很容易失真。

发明内容

本发明的目的在于提供一种利用风洞风阻测试的速度滑冰队列模拟训练装置，以解决上述背景技术中提出的问题。

为了解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种利用风洞风阻测试的速度滑冰队列模拟训练装置，所述速度滑冰队列模拟训练装置包括风洞室和试验室，所述风洞室的内部远离试验室的一端设置有风叶，所述风叶靠近试验室的一侧设置有稳流装置，所述风洞室的外部靠近稳流装置的一端设置有护理装置，所述试验室远离风洞室的一端设置有蓄能装置，所述试验室的底部设置有钢梁滑轨和钢梁下卧轨道，所述钢梁滑轨通过定向滑轮组件安装在钢梁下卧轨道的上方，所述钢梁滑轨的上方设置有测力天平，所述钢梁滑轨与测力天平之间通过转接件相连接，所述测力天平的左右两侧设置有校准装置，所述测力天平的顶面高度与试验室地面齐平。

运动员在测试前，先按照既定的队列方式调节测力天平的相对位置，通过风叶可产生稳定且大小可调的风速，通过稳流装置能够使得风洞室内部形成稳定均匀的流场，吹往运动员所在的方向，运动员受到的风阻将实时、稳定的传递到测力天平上，最后通过测力天平实时采集阻力数据，通过钢梁滑轨和钢梁下卧轨道调整测力天平的不同相对位置，模拟速度滑冰不同的队列方式，重复上述步骤，可得到不同姿态、不同队列序列时的风阻数据，同时稳流装置的内部设置有调温机构，通过调温机构能够模拟出滑冰队实际比赛时吹到运动员身上的风，防止模拟训练时的风温和实际比赛时的风温不同，以至于影响运动员发挥，本发明还设置有校准装置，通过校准装置能够检测出测力天平的表面平整度，保证远动员站在测力天平上所受到的风阻与远动员站在实际滑冰场地所受到的风阻相同，同时防止某一个测力天平的表面平整度和另外几个测力天平的表面平整度不一致，以至于影响运动员以不同队列序列进行模拟训练时所测得的风阻数据，最后通过护理装置能够在模拟训练结束后对稳流装置进行清理，防止稳流装置上出现水珠影响后续使用。

进一步的，所述校准装置包括校准架，两组所述校准架相互靠近的一端设置有收纳槽，两组所述收纳槽之间设置有导杆且相互对齐，其中一组所述收纳槽的内部设置有校准块，所述校准块与测力天平相接触且与导杆滑动连接，两组所述校准架相互远离的一端设置有顶套和测力杆，所述顶套的中间位置处设置有第二磁场发生器，两组所述校准架远离测力天平的一端设置有储气室，所述顶套滑动安装在测力杆上，所述顶套远离收纳槽的一端设置有弹簧，所述储气室与顶套之间设置有气控机构，所述测力杆的内部设置有第二导电板和顶杆，所述顶杆设置在测力杆的内部靠近收纳槽的一端，所述第二导电板共设置有两组，其中一组所述第二导电板固定安装在测力杆的内部，另外一组所述第二导电板滑动安装在测力杆的内部且与顶杆相连接，两组所述第二导电板之间填充有气态导电介质。

通过上述技术方案，运动员模拟训练时，气控机构会将顶套与校准块分离，当需要校准测力天平的表面平整度时，通过气控机构能够控制顶套与校准块发生碰撞，此时校准块受到顶套的撞击会向另外一组校准架的方向移动，当校准块移动到另外一组校准架上开设的收纳槽内时，校准块会与顶杆发生碰撞并使得两组第二导电板之间的距离减小，当两组第二导电板与外界电源和电流表相连接时，通过监测电流表上的瞬时电流变化能够判断出测力天平的表面平整度，正常情况下，电流表上的瞬时电流变化应该是一个定值，若某次电流表上的瞬时电流变化与正常情况下的数值不同时，即表示测力天平的表面平整度出现了问题，需要更换测力天平，以保证模拟训练时运动员受到的风阻和实际比赛时运动员受到的风阻是相同的，本发明中的校准块靠近第二磁场发生器的一端具有磁性，校准结束后，第二磁场发生器会产生一组与校准块相互吸引的磁场，通过第二磁场发生器能够保证运动员模拟训练时校准块一直处于收纳槽内，等测力天平需要校准时第二磁场发生器才会停止工作。

进一步的，所述蓄能装置包括动力架和转换架，所述动力架的内部设置有若干组第一扇叶，所述转换架的内部设置有若干组压缩室，每组所述压缩室的内部均设置有一组活塞板和气阀，所述第一扇叶通过转盘和连杆与活塞板相连接，所述压缩室远离动力架的一端设置有第一出气孔和第二出气孔，所述第一出气孔与第一连接管相连通，所述第二出气孔与第二连接管相连通，所述第一出气孔和第二出气孔的中间位置处均设置有一组第一挡板，两组所述第一挡板之间通过伸缩杆相连接，所述第二连接管通过连通槽与储气室相连通，所述储气室的内部设置有滑杆、第一导电块和密封板，所述密封板与储气室之间通过弹簧相连接，所述第一导电块共设置有两组，其中一组所述第一导电块固定安装在密封板的中间位置处且与滑杆滑动连接，另外一组所述第一导电块固定安装在滑杆上。

通过上述技术方案，运动员模拟训练时，风洞室产生的风会吹向蓄能装置，在风力的作用下，第一扇叶会发生转动，通过转盘和连杆能够带动活塞板在压缩室内移动，当第一出气孔被第一挡板堵住，而第二出气孔未被第一挡板堵住时，通过活塞板、气阀、第二连接管和连通槽能够将动力架内的风输送到储气室内，当两组第一导电块与外界电源和电流表相连接时，通过监测电流表上的电流大小能够判断出储气室内的气体多少，通过储气室能够控制气控机构的工作，同时储气室内的气体在下次模拟训练之前会排出，用以清理测力天平，方便后续远动员使用该模拟训练装置。

进一步的，所述气控机构包括气控槽、第三挡板、延时槽和第二磁块，所述气控槽设置在储气室与延时槽之间，所述气控槽与储气室和延时槽相连通，所述气控槽靠近储气室的一端设置有第二挡板和伸缩杆，所述气控槽远离储气室的一端设置有控制板，所述控制板靠近顶套的一侧设置有第三挡板，所述控制板的中间位置处具有磁性，所述第三挡板靠近控制板的一端具有磁性，所述第三挡板与控制板相互吸引，所述延时槽设置在气控槽靠近顶套的一侧，所述延时槽靠近顶套的一端设置有第一磁块，所述第一磁块靠近顶套的一侧设置有凹槽，所述凹槽的内部设置有光杆和第二磁块，所述第二磁块滑动安装在光杆上且与第一磁块相互吸引，所述顶套远离收纳槽的一端具有磁性且与第二磁块相互排斥。

通过上述技术方案，当需要校准测力天平表面平整度时，第二挡板会与气控槽分离，而储气室内的气体会进入到气控槽内并使得控制板向远离第二挡板的方向移动，当控制板的中间位置与第三挡板相对齐时，在磁力的吸引下，第三挡板会向控制板的方向移动，由于没有了第三挡板的阻挡，受到弹簧的弹力，顶套会向校准块的方向移动并与校准块发生碰撞，此时气控槽内的气体会流入到延时槽，通过延时槽一方面保证顶套一定会与校准块发生碰撞，另一方面当延时槽进入的气体足够多时，第一磁块在气压的作用下会向第三挡板的方向移动，由于第二磁块与第一磁块相互吸引，第二磁块与顶套远离收纳槽的一端相互排斥，因此第一磁块在延时槽内移动的时候，顶套会恢复到初始位置，方便后续校准块从另一组校准架内弹出。

进一步的，所述校准架靠近测力天平的一端设置有清洁槽，所述连通槽靠近清洁槽的一端设置有第一磁场发生器和换向板，所述第一磁场发生器设置在连通槽远离清洁槽的一侧，所述换向板设置在连通槽靠近清洁槽的一侧，所述换向板呈“十”字型结构，所述换向板靠近连通槽的一端有通孔，所述换向板靠近清洁槽的一端无通孔。

通过上述技术方案，当运动员模拟训练结束，第一磁场发生器会产生一组吸引换向板的磁场，此时换向板会向第一磁场发生器的方向移动，当换向板上的通孔与连通槽无重叠区域时，清洁槽与连通槽相连通，储气室内的气体会通过清洁槽排出，由于密封板与储气室之间通过弹簧相连接，因此在弹簧的作用下以及储气室内部本身的气压，储气室内的气体会以很高的流速从清洁槽内排出，通过该组气体能够达到清理测力天平的目的，同时随着的气体的排出，气控机构会恢复到初始状态。

进一步的，所述校准架靠近风洞室的一端设置有喇叭槽，所述测力天平靠近风洞室的一端设置有引流槽，所述喇叭槽与引流槽相连通，所述喇叭槽的内部设置有第二扇叶，所述喇叭槽远离风洞室的一侧设置有检测槽，所述检测槽的内部设置有线圈，所述线圈的两侧设置有永磁体，所述线圈的一端通过转轴与第二扇叶相连接，所述线圈的另一端与外界电流表相连接。

通过上述技术方案，风洞室产生的风在碰到校准架时，会经过喇叭槽和引流槽排到试验室的下方，进而避免风洞室产生的风在碰到校准架时四散，以至于影响模拟训练的检测效果，最大限度的保证了运动员所受到风是稳定均匀的，喇叭槽的内部设置有第二扇叶，风洞室产生的风在经过喇叭槽时，会带动第二扇叶转动，通过第二扇叶能够使得检测槽内的线圈切割磁感线产生感应电流，通过监测每组校准架内的线圈产生的感应电流，能够判断出风洞室产生的风在流到试验室时是否依然稳定均匀，进而保证运动员在模拟训练时的风阻情况与实际比赛时遇到的风阻情况相同。

进一步的，所述护理装置包括护理架，所述护理架的内部设置有压缩板，所述护理架与压缩板之间通过弹簧连接，所述护理架靠近风洞室的一端设置有条形出风槽，所述风洞室靠近护理架的一端设置有条形通孔，所述条形出风槽与条形通孔相对齐，所述护理架靠近出风槽的一端设置有第四挡板，所述第四挡板与护理架之间通过伸缩杆相连接，所述稳流装置的一端设置有清洁板，所述清洁板与稳流装置之间通过导轨和滑块相连接，所述压缩板的表面设置有加热片，所述加热片与检测槽的内部设置的线圈相连接。

通过上述技术方案，当储气室内储存的气体达到最大值时，两组第一挡板之间设置的伸缩杆会开始工作，最后第二出气孔被第一挡板堵住，第一出气孔未被第一挡板堵住，通过活塞板、气阀、第一出气孔和第一连接管能够将动力架内的风输送到护理架内，随着护理架内的气体逐渐增大，压力也会逐渐变大，最后护理架内的气体温度会升高，当模拟训练结束后，第四挡板不再堵住护理架上开设的条形出风槽，通过条形出风槽与条形通孔能够使得护理架内的气体喷出，一方面推动清洁板在稳流装置的表面运动，进而清除稳流装置上的水珠，另一方面能够起到干燥稳流装置的目的，为后续模拟训练做准备。

进一步的，所述风洞室产生的风速应不小于20m/s，所述测力天平的沿顺风向的量程不小于300N，精度不低于0.1N，运动员站立在测力天平上，所述试验室的内部设置有两组摄像监控器，其中一组所述摄像监控器设置在运动员的正上方，另外一组所述摄像监控器设置在运动员的正侧面。

在速度滑冰项目中，最高速度可达20m/s以上，故风洞室产生的风速应不小于20m/s，试验室的长*宽*高不宜小于8m*2.5m*2m（应保证风洞可产生均匀稳定的风场，具有足够的空间进行器材设备的安装与摆放），侧壁宜设置透明观察窗，以便于实时监测运动的动作是否存在问题或危险，利用摄像监控器转播并录制训练及测试的实况视频，便于实时、多角度观察运动员技术动作情况，以进行动作优化，运动员受到的风阻将实时、稳定的传递到测力天平上，最后进行阻力数据采集。

进一步的，所述试验室的内部设置有两组信息实时显示区，其中一组所述信息实时显示区设置在运动员测试位置的正前方，另外一组所述信息实时显示区设置在试验室的内部侧面，所述钢梁滑轨共设置有两组，两组所述钢梁滑轨之间通过钢梁连接件相连接，所述钢梁滑轨、钢梁连接件、转接件、定向滑轮组件和钢梁下卧轨道均为可抵抗风致变形的构件。

信息实时显示区域可实时显示风洞的风速、测试运动员受到的阻力、运动员的姿势状态等信息，能使运动员清楚看到投影画面中的动作指令即可（若要提高投影画面清晰，可在投影区域铺粘成像效果好的材料辅助呈像），本发明各部件均为可抵抗风致变形的构件，以防干扰风阻测试的结果，通过钢梁滑轨、钢梁连接件、转接件、定向滑轮组件和钢梁下卧轨道能够实时调整测力天平的相对位置。

与现有技术相比，本发明所达到的有益效果是：本发明利用风洞室里的风速模拟速度滑冰的运动状态，在此环境下开展队列优化和强化训练，通过调节测力天平的相对位置，模拟速度滑冰的不同队列方式，进而进行最优比选，通过天平可获取运动员在测试过程中的风阻力，实现风阻测试的定量化，通过投影可将风速、风阻力、姿态实时提供给教练员、运动员，为姿态优化、强化训练提供科学依据，另外本发明还设置有校准装置，通过校准装置能够检测出测力天平的表面平整度，保证远动员站在测力天平上所受到的风阻与远动员站在实际滑冰场地所受到的风阻相同，同时防止某一个测力天平的表面平整度和另外几个测力天平的表面平整度不一致，以至于影响运动员以不同队列序列进行模拟训练时所测得的风阻数据，通过风洞室内部的稳流装置能够使得风洞室内部形成稳定均匀的流场，本发明的校准装置由校准架构成，当风洞室里的风与校准架接触时，会经过喇叭槽和引流槽排到试验室的下方，通过喇叭槽内部设置的第二扇叶，能够使得检测槽内的线圈切割磁感线产生感应电流，通过监测每组校准架内的线圈产生的感应电流，能够判断出风洞室产生的风在流到试验室时是否依然稳定均匀，进而保证运动员在模拟训练时的风阻情况与实际比赛时遇到的风阻情况相同，最后本发明设置有蓄能装置，通过蓄能装置能够使得储气室和护理架内填充满气体，当运动员模拟训练结束，通过第一磁场发生器和换向板能够使得清洁槽与连通槽相连通，储气室内的气体会通过清洁槽排出，进而达到清理测力天平的目的，通过第四挡板和伸缩杆能够使得条形出风槽与条形通孔相对齐，护理架内的气体会通过条形出风槽和条形通孔喷出，进而推动清洁板在稳流装置的表面运动，通过清洁板能够达到清除稳流装置上水珠的目的，通过护理架内部的气体能够干燥稳流装置，为后续模拟训练做准备。

附图说明

[附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1是本发明的试验室有盖板时应用场景结构示意图；

图2是本发明的试验室无盖板时应用场景结构示意图；

图3是本发明的钢梁滑轨结构示意图；

图4是本发明的蓄能装置结构示意图；

图5是本发明的图5中A部结构示意图；

图6是本发明的校准装置与测力天平相结合结构示意图；

图7是本发明的校准装置侧视剖面结构示意图；

图8是本发明的顶套与测力杆相结合结构示意图；

图9是本发明的图6中C部结构示意图；

图10是本发明的图6中B部结构示意图；

图11是本发明的校准装置工作时结构示意图；

图12是本发明的图11中D部结构示意图；

图13是本发明的护理装置与稳流装置相结合结构示意图；

图14是本发明的护理装置侧视剖面结构示意图；

图15是本发明的定向滑轮组件结构示意图；

图16是本发明的转接件结构示意图。

图中：1-风洞室、11-风叶、12-稳流装置、121-清洁板、2-试验室、21-摄像监控器、3-蓄能装置、31-动力架、311-第一扇叶、32-转换架、321-压缩室、3211-第一出气孔、3212-第二出气孔、3213-第一挡板、322-活塞板、33-第一连接管、34-第二连接管、4-测力天平、41-引流槽、5-校准装置、51-校准架、511-连通槽、5111-第一磁场发生器、5112-换向板、512-收纳槽、513-清洁槽、52-校准块、53-储气室、531-第一导电块、532-密封板、54-检测槽、55-喇叭槽、551-第二扇叶、56-顶套、57-测力杆、571-第二导电板、572-顶杆、58-第二磁场发生器、59-气控机构、591-气控槽、5911-第二挡板、5912-控制板、592-第三挡板、593-延时槽、5931-第一磁块、594-第二磁块、6-护理装置、61-护理架、62-压缩板、63-第四挡板、7-钢梁滑轨、71-钢梁连接件、72-转接件、73-定向滑轮组件、8-钢梁下卧轨道。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1-图16所示，一种利用风洞风阻测试的速度滑冰队列模拟训练装置，速度滑冰队列模拟训练装置包括风洞室1和试验室2，风洞室1的内部远离试验室2的一端设置有风叶11，风叶11靠近试验室2的一侧设置有稳流装置12，风洞室1的外部靠近稳流装置12的一端设置有护理装置6，试验室2远离风洞室1的一端设置有蓄能装置3，试验室2的底部设置有钢梁滑轨7和钢梁下卧轨道8，钢梁滑轨7通过定向滑轮组件73安装在钢梁下卧轨道8的上方，钢梁滑轨7的上方设置有测力天平4，钢梁滑轨7与测力天平4之间通过转接件72相连接，测力天平4的左右两侧设置有校准装置5，测力天平4的顶面高度与试验室2地面齐平。

运动员在测试前，先按照既定的队列方式调节测力天平4的相对位置，通过风叶11可产生稳定且大小可调的风速，通过稳流装置12能够使得风洞室1内部形成稳定均匀的流场，吹往运动员所在的方向，运动员受到的风阻将实时、稳定的传递到测力天平4上，最后通过测力天平4实时采集阻力数据，通过钢梁滑轨7和钢梁下卧轨道8调整测力天平4的不同相对位置，模拟速度滑冰不同的队列方式，重复上述步骤，可得到不同姿态、不同队列序列时的风阻数据，同时稳流装置12的内部设置有调温机构，通过调温机构能够模拟出滑冰队实际比赛时吹到运动员身上的风，防止模拟训练时的风温和实际比赛时的风温不同，以至于影响运动员发挥，本发明还设置有校准装置5，通过校准装置5能够检测出测力天平4的表面平整度，保证远动员站在测力天平4上所受到的风阻与远动员站在实际滑冰场地所受到的风阻相同，同时防止某一个测力天平4的表面平整度和另外几个测力天平4的表面平整度不一致，以至于影响运动员以不同队列序列进行模拟训练时所测得的风阻数据，最后通过护理装置6能够在模拟训练结束后对稳流装置12进行清理，防止稳流装置12上出现水珠影响后续使用。

如图1-图16所示，校准装置5包括校准架51，两组校准架51相互靠近的一端设置有收纳槽512，两组收纳槽512之间设置有导杆且相互对齐，其中一组收纳槽512的内部设置有校准块52，校准块52与测力天平4相接触且与导杆滑动连接，两组校准架51相互远离的一端设置有顶套56和测力杆57，顶套56的中间位置处设置有第二磁场发生器58，两组校准架51远离测力天平4的一端设置有储气室53，顶套56滑动安装在测力杆57上，顶套56远离收纳槽512的一端设置有弹簧，储气室53与顶套56之间设置有气控机构59，测力杆57的内部设置有第二导电板571和顶杆572，顶杆572设置在测力杆57的内部靠近收纳槽512的一端，第二导电板571共设置有两组，其中一组第二导电板571固定安装在测力杆57的内部，另外一组第二导电板571滑动安装在测力杆57的内部且与顶杆572相连接，两组第二导电板571之间填充有气态导电介质。

通过上述技术方案，运动员模拟训练时，气控机构59会将顶套56与校准块52分离，当需要校准测力天平4的表面平整度时，通过气控机构59能够控制顶套56与校准块52发生碰撞，此时校准块52受到顶套56的撞击会向另外一组校准架51的方向移动，当校准块52移动到另外一组校准架51上开设的收纳槽512内时，校准块52会与顶杆572发生碰撞并使得两组第二导电板571之间的距离减小，当两组第二导电板571与外界电源和电流表相连接时，通过监测电流表上的瞬时电流变化能够判断出测力天平4的表面平整度，正常情况下，电流表上的瞬时电流变化应该是一个定值，若某次电流表上的瞬时电流变化与正常情况下的数值不同时，即表示测力天平4的表面平整度出现了问题，需要更换测力天平4，以保证模拟训练时运动员受到的风阻和实际比赛时运动员受到的风阻是相同的，本发明中的校准块52靠近第二磁场发生器58的一端具有磁性，校准结束后，第二磁场发生器58会产生一组与校准块52相互吸引的磁场，通过第二磁场发生器58能够保证运动员模拟训练时校准块52一直处于收纳槽512内，等测力天平4需要校准时第二磁场发生器58才会停止工作。

如图1-图16所示，蓄能装置3包括动力架31和转换架32，动力架31的内部设置有若干组第一扇叶311，转换架32的内部设置有若干组压缩室321，每组压缩室321的内部均设置有一组活塞板322和气阀，第一扇叶311通过转盘和连杆与活塞板322相连接，压缩室321远离动力架31的一端设置有第一出气孔3211和第二出气孔3212，第一出气孔3211与第一连接管33相连通，第二出气孔3212与第二连接管34相连通，第一出气孔3211和第二出气孔3212的中间位置处均设置有一组第一挡板3213，两组第一挡板3213之间通过伸缩杆相连接，第二连接管34通过连通槽511与储气室53相连通，储气室53的内部设置有滑杆、第一导电块531和密封板532，密封板532与储气室53之间通过弹簧相连接，第一导电块531共设置有两组，其中一组第一导电块531固定安装在密封板532的中间位置处且与滑杆滑动连接，另外一组第一导电块531固定安装在滑杆上。

通过上述技术方案，运动员模拟训练时，风洞室1产生的风会吹向蓄能装置3，在风力的作用下，第一扇叶311会发生转动，通过转盘和连杆能够带动活塞板322在压缩室321内移动，当第一出气孔3211被第一挡板3213堵住，而第二出气孔3212未被第一挡板3213堵住时，通过活塞板322、气阀、第二连接管34和连通槽511能够将动力架31内的风输送到储气室53内，当两组第一导电块531与外界电源和电流表相连接时，通过监测电流表上的电流大小能够判断出储气室53内的气体多少，通过储气室53能够控制气控机构59的工作，同时储气室53内的气体在下次模拟训练之前会排出，用以清理测力天平4，方便后续远动员使用该模拟训练装置。

如图1-图16所示，气控机构59包括气控槽591、第三挡板592、延时槽593和第二磁块594，气控槽591设置在储气室53与延时槽593之间，气控槽591与储气室53和延时槽593相连通，气控槽591靠近储气室53的一端设置有第二挡板5911和伸缩杆，气控槽591远离储气室53的一端设置有控制板5912，控制板5912靠近顶套56的一侧设置有第三挡板592，控制板5912的中间位置处具有磁性，第三挡板592靠近控制板5912的一端具有磁性，第三挡板592与控制板5912相互吸引，延时槽593设置在气控槽591靠近顶套56的一侧，延时槽593靠近顶套56的一端设置有第一磁块5931，第一磁块5931靠近顶套56的一侧设置有凹槽，凹槽的内部设置有光杆和第二磁块594，第二磁块594滑动安装在光杆上且与第一磁块5931相互吸引，顶套56远离收纳槽512的一端具有磁性且与第二磁块594相互排斥。

通过上述技术方案，当需要校准测力天平4表面平整度时，第二挡板5911会与气控槽591分离，而储气室53内的气体会进入到气控槽591内并使得控制板5912向远离第二挡板5911的方向移动，当控制板5912的中间位置与第三挡板592相对齐时，在磁力的吸引下，第三挡板592会向控制板5912的方向移动，由于没有了第三挡板592的阻挡，受到弹簧的弹力，顶套56会向校准块52的方向移动并与校准块52发生碰撞，此时气控槽591内的气体会流入到延时槽593，通过延时槽593一方面保证顶套56一定会与校准块52发生碰撞，另一方面当延时槽593进入的气体足够多时，第一磁块5931在气压的作用下会向第三挡板592的方向移动，由于第二磁块594与第一磁块5931相互吸引，第二磁块594与顶套56远离收纳槽512的一端相互排斥，因此第一磁块5931在延时槽593内移动的时候，顶套56会恢复到初始位置，方便后续校准块52从另一组校准架51内弹出。

如图1-图16所示，校准架51靠近测力天平4的一端设置有清洁槽513，连通槽511靠近清洁槽513的一端设置有第一磁场发生器5111和换向板5112，换向板5112具有磁性，第一磁场发生器5111设置在连通槽511远离清洁槽513的一侧，换向板5112设置在连通槽511靠近清洁槽513的一侧，换向板5112呈“十”字型结构，换向板5112靠近连通槽511的一端有通孔，换向板5112靠近清洁槽513的一端无通孔。

通过上述技术方案，当运动员模拟训练结束，第一磁场发生器5111会产生一组吸引换向板5112的磁场，此时换向板5112会向第一磁场发生器5111的方向移动，当换向板5112上的通孔与连通槽511无重叠区域时，清洁槽513与连通槽511相连通，储气室53内的气体会通过清洁槽513排出，由于密封板532与储气室53之间通过弹簧相连接，因此在弹簧的作用下以及储气室53内部本身的气压，储气室53内的气体会以很高的流速从清洁槽513内排出，通过该组气体能够达到清理测力天平4的目的，同时随着的气体的排出，气控机构59会恢复到初始状态。

如图1-图16所示，校准架51靠近风洞室1的一端设置有喇叭槽55，测力天平4靠近风洞室1的一端设置有引流槽41，喇叭槽55与引流槽41相连通，喇叭槽55的内部设置有第二扇叶551，喇叭槽55远离风洞室1的一侧设置有检测槽54，检测槽54的内部设置有线圈，线圈的两侧设置有永磁体，线圈的一端通过转轴与第二扇叶551相连接，线圈的另一端与外界电流表相连接。

通过上述技术方案，风洞室1产生的风在碰到校准架51时，会经过喇叭槽55和引流槽41排到试验室2的下方，进而避免风洞室1产生的风在碰到校准架51时四散，以至于影响模拟训练的检测效果，最大限度的保证了运动员所受到风是稳定均匀的，喇叭槽55的内部设置有第二扇叶551，风洞室1产生的风在经过喇叭槽55时，会带动第二扇叶551转动，通过第二扇叶551能够使得检测槽54内的线圈切割磁感线产生感应电流，通过监测每组校准架51内的线圈产生的感应电流，能够判断出风洞室1产生的风在流到试验室2时是否依然稳定均匀，进而保证运动员在模拟训练时的风阻情况与实际比赛时遇到的风阻情况相同。

如图1-图16所示，护理装置6包括护理架61，护理架61的内部设置有压缩板62，护理架61与压缩板62之间通过弹簧连接，护理架61靠近风洞室1的一端设置有条形出风槽，风洞室1靠近护理架61的一端设置有条形通孔，条形出风槽与条形通孔相对齐，护理架61靠近出风槽的一端设置有第四挡板63，第四挡板63与护理架61之间通过伸缩杆相连接，稳流装置12的一端设置有清洁板121，清洁板121与稳流装置12之间通过导轨和滑块相连接，压缩板62的表面设置有加热片，加热片与检测槽54的内部设置的线圈相连接。

通过上述技术方案，当储气室53内储存的气体达到最大值时，两组第一挡板3213之间设置的伸缩杆会开始工作，最后第二出气孔3212被第一挡板3213堵住，第一出气孔3211未被第一挡板3213堵住，通过活塞板322、气阀、第一出气孔3211和第一连接管33能够将动力架31内的风输送到护理架61内，随着护理架61内的气体逐渐增大，压力也会逐渐变大，最后通过压缩板62和加热片，护理架61内的气体温度会升高，当模拟训练结束后，第四挡板63不再堵住护理架61上开设的条形出风槽，通过条形出风槽与条形通孔能够使得护理架61内的气体喷出，一方面推动清洁板121在稳流装置12的表面运动，进而清除稳流装置12上的水珠，另一方面能够起到干燥稳流装置12的目的，为后续模拟训练做准备。

如图1-图16所示，风洞室1产生的风速应不小于20m/s，测力天平4的沿顺风向的量程不小于300N，精度不低于0.1N，运动员站立在测力天平4上，试验室2的内部设置有两组摄像监控器21，其中一组摄像监控器21设置在运动员的正上方，另外一组摄像监控器21设置在运动员的正侧面。

在速度滑冰项目中，最高速度可达20m/s以上，故风洞室1产生的风速应不小于20m/s，试验室2的长*宽*高不宜小于8m*2.5m*2m（应保证风洞可产生均匀稳定的风场，具有足够的空间进行器材设备的安装与摆放），侧壁宜设置透明观察窗，以便于实时监测运动的动作是否存在问题或危险，利用摄像监控器21转播并录制训练及测试的实况视频，便于实时、多角度观察运动员技术动作情况，以进行动作优化，运动员受到的风阻将实时、稳定的传递到测力天平4上，最后进行阻力数据采集。

如图1-图16所示，试验室2的内部设置有两组信息实时显示区，其中一组信息实时显示区设置在运动员测试位置的正前方，另外一组信息实时显示区设置在试验室2的内部侧面，钢梁滑轨7共设置有两组，两组钢梁滑轨7之间通过钢梁连接件71相连接，钢梁滑轨7、钢梁连接件71、转接件72、定向滑轮组件73和钢梁下卧轨道8均为可抵抗风致变形的构件。

信息实时显示区域可实时显示风洞的风速、测试运动员受到的阻力、运动员的姿势状态等信息，能使运动员清楚看到投影画面中的动作指令即可（若要提高投影画面清晰，可在投影区域铺粘成像效果好的材料辅助呈像），本发明各部件均为可抵抗风致变形的构件，以防干扰风阻测试的结果，通过钢梁滑轨7、钢梁连接件71、转接件72、定向滑轮组件73和钢梁下卧轨道8能够实时调整测力天平4的相对位置。

本发明的工作原理：运动员模拟训练之前若需要校准测力天平4的表面平整度，通过气控机构59能够使得顶套56与校准块52发生碰撞，此时校准块52受到顶套56的撞击会向另外一组校准架51的方向移动，当校准块52与另外一组校准架51上的顶杆572发生碰撞时，测力杆57内部的两组第二导电板571之间的距离会减小，当两组第二导电板571与外界电源和电流表相连接时，通过监测电流表上的瞬时电流变化能够判断出测力天平4的表面平整度，进而保证模拟训练时运动员受到的风阻和实际比赛时运动员受到的风阻是相同的，校准结束后，运动员站在测力天平4上，通过风叶11可产生稳定且大小可调的风速，通过稳流装置12能够使得风洞室1内部形成稳定均匀的流场，吹往运动员所在的方向，运动员受到的风阻将实时、稳定的传递到测力天平4上，通过测力天平4能够实时采集阻力数据，通过调整测力天平4的不同相对位置，能够模拟速度滑冰不同的队列方式，重复上述步骤，可得到不同姿态、不同队列序列时的风阻数据，运动员模拟训练时，风洞室1产生的风在碰到校准架51时，会经过喇叭槽55和引流槽41排到试验室2的下方，通过喇叭槽55内部设置的第二扇叶551，能够使得检测槽54内的线圈切割磁感线产生感应电流，通过监测每组校准架51内的线圈产生的感应电流，能够判断出风洞室1产生的风在流到试验室2时是否依然稳定均匀，进而保证运动员在模拟训练时的风阻情况与实际比赛时遇到的风阻情况相同，同时风洞室1产生的风会吹向蓄能装置3，通过蓄能装置3能够使得储气室53和护理架61内填充满气体，当运动员模拟训练结束，第一磁场发生器5111会产生一组吸引换向板5112的磁场，此时清洁槽513与连通槽511相连通，储气室53内的气体会通过清洁槽513排出，通过清洁槽513排出的气体能够达到清理测力天平4的目的，当运动员模拟训练结束，第四挡板63也不再堵住护理架61上开设的条形出风槽，通过条形出风槽与条形通孔能够使得护理架61内的气体喷出，进而推动清洁板121在稳流装置12的表面运动，以达到清除稳流装置12上水珠的目的，同时也为了干燥稳流装置12，为后续模拟训练做准备。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种利用风洞风阻测试的速度滑冰队列模拟训练装置，其特征在于：所述速度滑冰队列模拟训练装置包括风洞室（1）和试验室（2），所述风洞室（1）的内部远离试验室（2）的一端设置有风叶（11），所述风叶（11）靠近试验室（2）的一侧设置有稳流装置（12），所述风洞室（1）的外部靠近稳流装置（12）的一端设置有护理装置（6），所述试验室（2）远离风洞室（1）的一端设置有蓄能装置（3），所述试验室（2）的底部设置有钢梁滑轨（7）和钢梁下卧轨道（8），所述钢梁滑轨（7）通过定向滑轮组件（73）安装在钢梁下卧轨道（8）的上方，所述钢梁滑轨（7）的上方设置有测力天平（4），所述钢梁滑轨（7）与测力天平（4）之间通过转接件（72）相连接，所述测力天平（4）的左右两侧设置有校准装置（5），所述测力天平（4）的顶面高度与试验室（2）地面齐平；

所述校准装置（5）包括校准架（51），两组所述校准架（51）相互靠近的一端设置有收纳槽（512），两组所述收纳槽（512）之间设置有导杆且相互对齐，其中一组所述收纳槽（512）的内部设置有校准块（52），所述校准块（52）与测力天平（4）相接触且与导杆滑动连接，两组所述校准架（51）相互远离的一端设置有顶套（56）和测力杆（57），所述顶套（56）的中间位置处设置有第二磁场发生器（58），两组所述校准架（51）远离测力天平（4）的一端设置有储气室（53），所述顶套（56）滑动安装在测力杆（57）上，所述顶套（56）远离收纳槽（512）的一端设置有弹簧，所述储气室（53）与顶套（56）之间设置有气控机构（59），所述测力杆（57）的内部设置有第二导电板（571）和顶杆（572），所述顶杆（572）设置在测力杆（57）的内部靠近收纳槽（512）的一端，所述第二导电板（571）共设置有两组，其中一组所述第二导电板（571）固定安装在测力杆（57）的内部，另外一组所述第二导电板（571）滑动安装在测力杆（57）的内部且与顶杆（572）相连接，两组所述第二导电板（571）之间填充有气态导电介质。

2.根据权利要求1所述的一种利用风洞风阻测试的速度滑冰队列模拟训练装置，其特征在于：所述蓄能装置（3）包括动力架（31）和转换架（32），所述动力架（31）的内部设置有若干组第一扇叶（311），所述转换架（32）的内部设置有若干组压缩室（321），每组所述压缩室（321）的内部均设置有一组活塞板（322）和气阀，所述第一扇叶（311）通过转盘和连杆与活塞板（322）相连接，所述压缩室（321）远离动力架（31）的一端设置有第一出气孔（3211）和第二出气孔（3212），所述第一出气孔（3211）与第一连接管（33）相连通，所述第二出气孔（3212）与第二连接管（34）相连通，所述第一出气孔（3211）和第二出气孔（3212）的中间位置处均设置有一组第一挡板（3213），两组所述第一挡板（3213）之间通过伸缩杆相连接，所述第二连接管（34）通过连通槽（511）与储气室（53）相连通，所述储气室（53）的内部设置有滑杆、第一导电块（531）和密封板（532），所述密封板（532）与储气室（53）之间通过弹簧相连接，所述第一导电块（531）共设置有两组，其中一组所述第一导电块（531）固定安装在密封板（532）的中间位置处且与滑杆滑动连接，另外一组所述第一导电块（531）固定安装在滑杆上。

3.根据权利要求2所述的一种利用风洞风阻测试的速度滑冰队列模拟训练装置，其特征在于：所述气控机构（59）包括气控槽（591）、第三挡板（592）、延时槽（593）和第二磁块（594），所述气控槽（591）设置在储气室（53）与延时槽（593）之间，所述气控槽（591）与储气室（53）和延时槽（593）相连通，所述气控槽（591）靠近储气室（53）的一端设置有第二挡板（5911）和伸缩杆，所述气控槽（591）远离储气室（53）的一端设置有控制板（5912），所述控制板（5912）靠近顶套（56）的一侧设置有第三挡板（592），所述控制板（5912）的中间位置处具有磁性，所述第三挡板（592）靠近控制板（5912）的一端具有磁性，所述第三挡板（592）与控制板（5912）相互吸引，所述延时槽（593）设置在气控槽（591）靠近顶套（56）的一侧，所述延时槽（593）靠近顶套（56）的一端设置有第一磁块（5931），所述第一磁块（5931）靠近顶套（56）的一侧设置有凹槽，所述凹槽的内部设置有光杆和第二磁块（594），所述第二磁块（594）滑动安装在光杆上且与第一磁块（5931）相互吸引，所述顶套（56）远离收纳槽（512）的一端具有磁性且与第二磁块（594）相互排斥。

4.根据权利要求3所述的一种利用风洞风阻测试的速度滑冰队列模拟训练装置，其特征在于：所述校准架（51）靠近测力天平（4）的一端设置有清洁槽（513），所述连通槽（511）靠近清洁槽（513）的一端设置有第一磁场发生器（5111）和换向板（5112），所述第一磁场发生器（5111）设置在连通槽（511）远离清洁槽（513）的一侧，所述换向板（5112）设置在连通槽（511）靠近清洁槽（513）的一侧，所述换向板（5112）呈“十”字型结构，所述换向板（5112）靠近连通槽（511）的一端有通孔，所述换向板（5112）靠近清洁槽（513）的一端无通孔。

5.根据权利要求4所述的一种利用风洞风阻测试的速度滑冰队列模拟训练装置，其特征在于：所述校准架（51）靠近风洞室（1）的一端设置有喇叭槽（55），所述测力天平（4）靠近风洞室（1）的一端设置有引流槽（41），所述喇叭槽（55）与引流槽（41）相连通，所述喇叭槽（55）的内部设置有第二扇叶（551），所述喇叭槽（55）远离风洞室（1）的一侧设置有检测槽（54），所述检测槽（54）的内部设置有线圈，所述线圈的两侧设置有永磁体，所述线圈的一端通过转轴与第二扇叶（551）相连接，所述线圈的另一端与外界电流表相连接。

6.根据权利要求5所述的一种利用风洞风阻测试的速度滑冰队列模拟训练装置，其特征在于：所述护理装置（6）包括护理架（61），所述护理架（61）的内部设置有压缩板（62），所述护理架（61）与压缩板（62）之间通过弹簧连接，所述护理架（61）靠近风洞室（1）的一端设置有条形出风槽，所述风洞室（1）靠近护理架（61）的一端设置有条形通孔，所述条形出风槽与条形通孔相对齐，所述护理架（61）靠近出风槽的一端设置有第四挡板（63），所述第四挡板（63）与护理架（61）之间通过伸缩杆相连接，所述稳流装置（12）的一端设置有清洁板（121），所述清洁板（121）与稳流装置（12）之间通过导轨和滑块相连接，所述压缩板（62）的表面设置有加热片，所述加热片与检测槽（54）的内部设置的线圈相连接。

7.根据权利要求6所述的一种利用风洞风阻测试的速度滑冰队列模拟训练装置，其特征在于：所述风洞室（1）产生的风速应不小于20m/s，所述测力天平（4）的沿顺风向的量程不小于300N，精度不低于0.1N，运动员站立在测力天平（4）上，所述试验室（2）的内部设置有两组摄像监控器（21），其中一组所述摄像监控器（21）设置在运动员的正上方，另外一组所述摄像监控器（21）设置在运动员的正侧面。

8.根据权利要求7所述的一种利用风洞风阻测试的速度滑冰队列模拟训练装置，其特征在于：所述试验室（2）的内部设置有两组信息实时显示区，其中一组所述信息实时显示区设置在运动员测试位置的正前方，另外一组所述信息实时显示区设置在试验室（2）的内部侧面，所述钢梁滑轨（7）共设置有两组，两组所述钢梁滑轨（7）之间通过钢梁连接件（71）相连接，所述钢梁滑轨（7）、钢梁连接件（71）、转接件（72）、定向滑轮组件（73）和钢梁下卧轨道（8）均为可抵抗风致变形的构件。

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