[0001] 本发明涉及风洞实验设备技术领域，尤其涉及一种风洞实验装置及风洞实验设备。

[0002] 随着我国交通事业的快速发展，大跨度桥梁结构已遍及全国各地，桥梁普遍存在风致振动的问题，大跨度桥梁的风致振动问题则更为突出。由于经济社会的快速发展，交通
需求越来越高，因此大跨度桥梁持续增多，有些场景已经开始设计双幅邻近的大跨度桥梁，
甚至还有三幅邻近的大跨度桥梁。

[0003] 大跨度桥梁结构具有刚度小、柔度大、阻尼小和重量轻的特点，因而对于风作用敏感性较强。颤振是一种危险性的自激发散振动，当风速达到临界风速时，振动的桥梁通过气
流的反馈作用不断吸取能量从而使振幅逐步增大，导致结构破坏。抗风设计要求桥梁的颤
振临界风速必须高于相应的颤振检验风速，因而需要在颤振试验中对桥梁的动力抗风稳定
性进行严格评价。由于实验模型在测试时，会有始终朝着一个方向偏移的可能性，就会导致
实验模型不在实验装置的中间，使实验结果产生偏差。

[0033] 下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附
图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

[0034] 在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必
须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

[0035] 此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者
隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，
除非另有明确具体的限定。

[0036] 在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连
接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内
部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情
况理解上述术语在本发明中的具体含义。

[0037] 在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在
第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示
第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第
一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

[0038] 下面将结合附图对本发明作进一步说明。

[0039] 本发明实施例提供了一种风洞实验装置100，以对风致振动的模型进行实验，避免导致实验模型不在实验装置的中间，使实验结果产生偏差。

[0040] 请参阅图1至图6，本发明实施例提供的风洞实验装置100，该风洞实验装置100包括安装框架110以及实验框架130，安装框架110沿第一水平方向的相对两侧分别开设有相
贯通的进风口111和出风口112，安装框架110的沿与第一水平方向垂直的第二水平方向的
相对两侧均设有安装板113，安装板113上安装有位移传感机构120。

[0041] 请具体参阅图4和图5，实验框架130用于安装实验模型，位于实验框架130相对两侧的连接轴140分别穿过相应的安装板113安装于浮动横梁150上，连接轴140上固定安装有
六分量测力天平142，浮动横梁150的轴向与连接轴140的轴向垂直，且其上下两侧均开设有
滑槽151，每个滑槽151的位于连接轴140的两侧位置均设置有弹性件152，弹性件152的一端
通过第一调节组件160滑动限位于滑槽151中，其另一端通过拉绳153与第二调节组件170相
连；其中，位移传感机构120能够检测连接轴140的位置，并控制第一调节组件160和第二调
节组件170以使连接轴140处于预设位置。

[0042] 当需要使用本发明实施例提供的风洞实验装置100对实验模型进行风洞实验时，首先将实验模型安装于实验框架130上，位移传感机构120检测连接轴140的位置，并控制第
一调节组件160和第二调节组件170以使连接轴140处于预设位置(中间位置)，且使实验模
型保持平衡，最后将该风洞实验装置100放置于风洞中进行风洞实验，六分量测力天平142
在风洞试验中测得所需要的实验数据，以为桥梁风致振动响应的计算分析提供可靠的参数
依据。本发明实施例提供的风洞实验装置100可以自动对实验模型的位置进行调节，避免导
致实验模型不在实验装置的中间，使实验结果产生偏差，同时避免人为对实验模型进行调
节的操作，从而提高本发明实施例提供的风洞实验装置100的实验简便性。

[0043] 本发明实施例提供的风洞实验装置100，进一步地，请具体参阅图1至图4，连接轴140上还设有挡板141，位移传感机构120包括四个沿周向均匀间隔布设的位移传感组件，挡
板141位于四个位移传感组件中间，位移传感组件包括两个安装于安装板113上固定支架
121以及滑动杆122，固定支架121上开设有移动槽，且移动槽内安装有弹片123，滑动杆122
的两端分别滑设于移动槽中，滑动杆122能够受挡板141作用而在移动槽中移动，且固定支
架121上安装有用于检测滑动杆122移动距离的传感器125。

[0044] 当实验模型的位置偏移时，挡板141移动与相应方向的位移传感组件的滑动杆122接触，滑动杆122受挡板141作用而在移动槽中移动，同时传感器125检测滑动杆122的移动
距离，根据各传感器125的移动距离检测数据，调节第一调节组件160和第二调节组件170，
以使实验模型处于预设位置。

[0045] 在本实施例中，挡板141为圆形，四个位移传感组件分别安装于安装板113上上下左右四个方向，浮动横梁150与挡板141通过螺栓固定连接，弹性件152选用弹簧。滑动杆122
上开设有多个沿滑动杆122滑动方向均匀间隔布设的光栅孔124，传感器125通过计算感应
到的光栅孔124的数量计算得到滑动杆122的移动距离。当然，可以理解的是，挡板141还可
以为其他形状，例如，方形等；浮动横梁150与挡板141还可以通过其他方式相连；弹性件152
还可以选用其他构件；位移传感组件还可以为其他结构，在此不作限定。

[0046] 本发明实施例提供的风洞实验装置100，进一步地，请具体参阅图1和图4，浮动横梁150上下两侧的滑槽151相贯通，第一调节组件160包括滑设于槽151中的第一螺母座161、
可转动安装于浮动横梁150上且与第一螺母座161螺纹配合的第一丝杆162以及驱动第一丝
杆162转动的第一驱动件163，第一螺母座161的两端分别与相应的两个弹性件152的一端相
连，第一驱动件163能够驱动第一丝杆162转动并带动第一螺母座161沿滑槽151运动。

[0047] 通过驱动第一驱动件163，以使第一丝杆162转动并带动第一螺母座161在滑槽151内移动，从而调节弹性件152相对浮动横梁150的位置。

[0048] 同样的，安装框架110的竖直方向的两侧均设有两个第二调节组件170，第二调节组件170包括安装于安装框架110上的卷盘171以及用于驱动卷盘171转动的第二驱动件
172，卷盘171分别与位于两个浮动横梁150同一侧的两个拉绳153相连，第二驱动件172用于
驱动卷盘171转动以收紧或放松拉绳153。通过驱动第二驱动件172，以使卷盘171转动以收
紧或放松拉绳153，达到调节对浮动横梁150作用力的目的。

[0049] 在本实施例中，请具体参阅图1和图2，安装板113的竖直方向的两侧均设有第三调节组件180，安装板113的竖直方向的两侧均开设有沿第一水平方向布设的导向槽114，第三
调节组件180包括安装有第一滑轮181的第二螺母座182、可转动安装于安装板113上且与第
二螺母座182螺纹配合的第二丝杆183以及驱动第二丝杆183转动的第三驱动件184，第一滑
轮181的转轴与第一水平方向平行，拉绳153滑动限位于相应的第一滑轮181中。由于卷盘
171分别与位于两个浮动横梁150同一侧的两个拉绳153相连，且由于拉绳153的一端与弹性
件152相连，另一端需要改变方向才能与卷盘171相连，因此，在安装板113的竖直方向的两
侧均设有第三调节组件180，第三调节组件180的第一滑轮181用于改变拉绳153的方向。且
可以根据第一螺母座161在滑槽151中的位置，相应的调节第一滑轮181在导向槽114内的位
置。

[0050] 进一步地，安装框架110上还设有导向杆115，导向杆115上设有第二滑轮116，第二滑轮116的转轴沿竖直方向布置，拉绳153滑动限位于相应的第二滑轮116中，拉绳153的一
端与弹性件152相连，其另一端分别通过第一滑轮181和第二滑轮116与相应的卷盘171相
连。第一滑轮181和第二滑轮116便于改变拉绳153的方向。

[0051] 本发明实施例提供的风洞实验装置100，进一步地，浮动横梁150上安装有转角驱动件154，转角驱动件154的输出端与连接轴140相连，转角驱动件154用于驱动连接轴140转
动以调整实验框架130的旋转角度。转角驱动件154调整实验模型的攻角，以测得不同攻角
时实验模型的实验数据。

[0052] 本发明实施例提供的风洞实验装置100，进一步地，请具体参阅图1、图4以及图6，风洞实验装置100还包括导轨190和沿导轨190延伸方向设置的齿条191，安装框架110上设
有与导轨190相配合的导槽以及驱动电机192，驱动电机192的输出轴上设有与齿条191配合
的驱动齿轮193，驱动电机192用于驱动驱动齿轮193转动以带动安装框架110沿导轨190运
动。通过驱动电机192驱动驱动齿轮193转动以使安装框架110沿导轨190运动，便于移动本
发明实施例提供的风洞实验装置100的位置。

[0053] 本发明实施例还提出一种风洞实验设备，该风洞实验设备包括风机装置以及如上述实施例提供的风洞实验装置100。该风洞实验装置100的具体结构参照上述实施例，由于
本风洞实验设备采用了上述所有实施例的全部技术方案，因此至少具有上述实施例的技术
方案所带来的所有有益效果，在此不再一一赘述。

[0054] 在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特
点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不
必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任
一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技
术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结
合和组合。

[0055] 虽然在本文中参照了特定的实施方式来描述本发明，但是应该理解的是，这些实施例仅仅是本发明的原理和应用的示例。因此应该理解的是，可以对示例性的实施例进行
许多修改，并且可以设计出其他的布置，只要不偏离所附权利要求所限定的本发明的精神
和范围。应该理解的是，可以通过不同于原始权利要求所描述的方式来结合不同的从属权
利要求和本文中所述的特征。还可以理解的是，结合单独实施例所描述的特征可以使用在
其他所述实施例中。