[实用新型]用于测量场地自行车运动阻力系数的风洞测试装置

说明书

本实用新型公开了一种用于测量场地自行车运动阻力系数的风洞测试装置，属于自行车风洞试验技术领域，包括设于风洞内的风速计、支架及测量组件，支架用于支撑自行车前后轮轴，支架后部设有阻尼转筒；支架设于底板上，底板底部设有测力组件；底板通过翻转组件调节其倾角用来模拟自行车弯道骑行状态。通过在风洞内设置风速计测量来流风速，采用测量组件来测量运动员的形态学参数，将自行车的前后轮轴架设在支架上，利用支架后部的阻尼转筒对自行车后轮施加阻力，同时借助支架下端底板底部的测力组件来检测运动员和自行车受到的阻力。采用本实用新型能够精确计算运动员真实骑行状态下的阻力系数，对于测量刚性人体模型的阻力更有意义。

技术领域

本实用新型属于自行车风洞试验技术领域，尤其涉及一种用于测量场地自行车运动阻力系数的风洞测试装置。

背景技术

在场地自行车比赛中，运动员在骑行过程中要克服的阻力分为两部分：空气阻力和滚动阻力。鉴于运动员在高速骑行中，大部分阻力来自于空气。如果高水平运动员想进一步提升竞技表现，高速骑行状态下的空气动力学研究尤为重要。风洞试验十分适合模拟运动员的真实骑行状态，其可操作性好，能够对来流条件进行调节和控制，也方便对骑行姿势等进行观测。然而目前大部分现有的风洞主要为汽车、航空和建筑的研究而修建，专门研究自行车空气动力学的风洞试验装置很少，而且现有自行车风洞试验多采用刚性人体模型来模拟，与运动员真实骑行状态还是有一定差距的。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种用于测量场地自行车运动阻力系数的风洞测试装置，旨在解决现有技术中适用于自行车空气动力学研究的风洞试验装置很少、且现有自行车风洞试验装置应用刚性人体模型模拟运动员骑行有差距的技术问题。

为解决上述技术问题，本实用新型所采取的技术方案是：

一种用于测量场地自行车运动阻力系数的风洞测试装置，包括设置于风洞内的风速计、支架及用于测量运动员形态学参数的测量组件，所述风速计用于测量来流风速，所述支架用于支撑自行车的前后轮轴，所述支架的后部设有用于与自行车后轮接触的阻尼转筒；所述支架设置于用以模拟赛道的刚性底板上，所述底板的下方设有基座，所述底板与基座之间设有用于调节支架倾斜角度的翻转组件，用于模拟自行车弯道骑行状态；所述底板与基座之间设有测力组件，用于检测运动员和自行车受到的风阻。

优选的，所述支架包括四根立柱，所述立柱的顶部设有用于与轮轴转动配合的安装孔，所述轮轴通过轴承与安装孔配合；前方两根立柱顶部用于支撑自行车前端轮轴，后方两根立柱用于支撑自行车后端轮轴，所述阻尼转筒设置于后方两根立柱之间。

优选的，所述测力组件包括四个六维力传感器，四个六维力传感器分别设置于刚性底板的四角部位；所述六维力传感器通过模拟变送器与PLC采集控制系统相连，所述PLC采集控制系统用于存储六维力传感器采集的数据。

优选的，所述阻尼转筒为阻力可调的磁阻滚筒，所述自行车上设有功率计，用于计算磁阻滚筒的阻力值。

优选的，所述立柱为高度可调结构，包括柱体及其底部的筒状支撑座，所述柱体的下端能够插于支撑座内，所述支撑座上设有多组用于与紧固螺栓配合的定位孔，所述柱体上对应设有与紧固螺栓配合的定位孔。

优选的，所述翻转组件包括升降机构、转轴及托板，所述基座及托板的一侧通过转轴转动相连，所述基座的另一侧下方设有升降机构，所述升降机构设置于托板与基座之间；所述基座的边缘设有限位板，用于对倾斜状态下的底板限位。

优选的，所述升降机构包括电机、主动齿轮、从动齿轮和多个凸轮，所述电机的输出轴与主动齿轮同轴固定，所述主动齿轮与从动齿轮啮合，多个凸轮通过旋转轴串联相连，所述从动齿轮固定于旋转轴上，所述电机设置于旋转轴的中部。

优选的，所述底板上还设有用于安装前方或后方两根立柱的调节孔，所述调节孔为多个，用于调整前后立柱之间的距离。