[发明专利]一种安装在实验室或自然环境中的自然风物理模拟装置

权利要求书

1.一种安装在实验室或自然环境中的自然风物理模拟装置，包括：鼓风机、可变形风筒、旋转平台、风特性控制器、支架、圆盘轴承和计算机，其特征在于：所述的鼓风机安装在可变形风筒内，可变形风筒安装在旋转平台的圆盘轴承上，鼓风机通过圆盘轴承与支架连接，圆盘轴承与旋转平台电机连接，旋转平台电机旋转拖动鼓风机旋转；可变形风筒电机、鼓风机电机和旋转平台电机均由风特性控制器控制，计算机内置自然风模拟软件，风特性控制器与计算机之间采用RS233/RS485接口通信。

2.根据权利要求1所述的一种安装在实验室或自然环境中的自然风物理模拟装置，其特征在于：所述的鼓风包括风力机、直流电机和直流电机驱动器，鼓风机整体固定在可变形风筒固定端上，直流电机的电机轴与风力机连接，直流电机拖动风力机旋转产生风；直流电动机电源进线与该直流电机的驱动器连接，鼓风机在风特性控制器的控制下，风的动能、风的随机特性、时程特性、脉动特性是根据特定模型的随机过程特性曲线运动，从而使鼓风机3吹出来的风具有自然风的特性。

3.根据权利要求1所述一种安装在实验室或自然环境中的的自然风物理模拟装置，其特征在于：所述的可变形风筒，用于与鼓风机配合改变风量大小和风的种类，由风特性控制器来的控制信号控制变形风筒的电机，电机驱动可变性风筒的机械结构运动，改变风筒内部形状和截面面积大小，与鼓风机风速大小配合，产生不同等级的风，按气象学分类为十二级；可变形风筒共有五个电机，四个安装在风筒上下左右方位，一个安装出风方向；五个电机均是交流伺服电动机，每个交流伺服电动机配有交流伺服驱动器。

4.根据权利要求1所述的一种安装在实验室或自然环境中的自然风物理模拟装置，其特征在于：所述的旋转平台，它由旋转平台电机、圆盘轴承、支架组成，用于改变风的方向；旋转平台电机配有交流伺服驱动器；旋转平台电机定位精度为0.01度，拖动可变形风筒到任意角度，因此，可模拟出360度角的任意方位角度的风。

5.根据权利要求1所述的一种安装在实验室或自然环境中的自然风物理模拟装置，其特征在于：所述的风特性控制器，用于为鼓风机、可变形风筒的电机和旋转平台电机的驱动器提供控制信号，控制信号为标准0-5V直流信号；其中，给鼓风机的信号一个，给可变形风筒的信号五个，给旋转平台电机的信号一个。

6.根据权利要求1所述的一种安装在实验室或自然环境中的自然风物理模拟装置，其特征在于：所述的计算机内置自然风模拟模型软件，用于产生风的特性信号，并把风特性信号分解成几个控制信号，以数据格式方式传输给风特性控制器，由风特性控制器把这些数字信号转换成标准的0-5V信号。

7.根据权利要求1所述的一种安装在实验室或自然环境中的自然风物理模拟装置，其特征在于：所述的可变形风筒的内部为喇叭形结构，喇叭由一段圆管和一段喇叭口组成，圆管与喇叭口软链接；一段圆管由上下两个半圆管合围而成，上半圆管与交流伺服电机一连接，下半圆管与交流伺服电机五连接，交流伺服电机一和交流伺服电机五控制该段圆管直径大小；一段喇叭口由左半部分和右半部分组成，左半部分连接交流伺服电机三，右半部分连接交流伺服电机四，交流伺服电机三和交流伺服电机四控制喇叭口的角度；节流挡板安装在喇叭口之后，节流挡板与交流伺服电机二23连接，交流伺服电机二23控制节流挡板的开度。