[0001] 本发明涉及环境模拟技术领域，具体而言，涉及一种环境模拟装置。

[0002] 环境模拟装置能够在实验室内模拟外部自然环境，例如降雪、降雨、日照、吹风、环境高低温等，使其单一或多类型耦合作用于试验件，以观察试验件在自然环境影响下其各
项性能指标变化幅度和在恶劣环境下正常工作的极值指标。

[0003] 由于风速越大，对冰面对流换热速度越快，在建立了人造冰场的条件下进行吹风耦合实验时，随着风速的不断增加，对人造冰场的破坏性也随之增大，导致冰场融化速度
快，增加了实验过程的成本，存在改进的空间。

[0027] 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。

[0028] 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。此外，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，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

[0029] 在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；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。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本
发明中的具体含义。

[0030] 环境模拟装置1000能够在实验室内模拟外部自然环境，例如降雪、降雨、日照、吹风、环境高低温等，使其单一或多类型耦合作用于试验件，以观察试验件在自然环境影响下
其各项性能指标变化幅度和在恶劣环境下正常工作的极值指标。

[0031] 由于风速越大，对冰面对流换热速度越快，在建立了人造冰场的条件下进行吹风耦合实验时，随着风速的不断增加，对人造冰场的破坏性也随之增大，导致冰场融化速度
快，增加了实验过程的成本。

[0032] 为此，本发明实施例设计了一种具有能够改变风洞200出风口201处的出风风向的风向调节组件100的环境模拟装置1000，由此，能够降低风洞200出风口201处对应的冰面处
的风速，避免出风直吹冰面，从而达到降低出风口201处冰场300的融化速率，降低实验过程
成本的目的。

[0033] 下面参考图1‑图6描述根据本发明实施例的环境模拟装置1000。

[0034] 如图1‑图6所示，根据本发明一个实施例的环境模拟装置1000包括：冰场300、风洞200和风向调节组件100。

[0035] 其中，风洞200设于冰场300的一侧且具有朝向冰场300设置的出风口201，风洞200能够向冰场300上方吹风，以对冰场300上方的试验件进行冰场300和吹风耦合实验。风向调
节组件100设于出风口201处，用于调节出风口201处的风向，并且，风向调节组件100还能够
通过调节出风口201处的风向，避免出风口201处的风直吹冰场300的冰面，由此，降低了风
洞200出风口201处对应的冰面处的风速，避免出风直吹冰面，从而达到降低出风口201处冰
场300的融化速率，降低实验过程成本的目的。

[0036] 根据本发明实施例的环境模拟装置1000，该环境模拟装置1000能够进行冰场300和吹风耦合实验，并且避免了冰场300的融化速率受风洞200的出风的影响，降低了冰场300
的融化速率，降低了实验成本。

[0037] 参照图1‑图6，风向调节组件100包括：挡板1，挡板1可转动地设在出风口201处，通过挡板1的转动即可调节出风口201处的风向，挡板1的转动轴线靠近出风口201的下边沿，
由此，挡板1能够调节出风口201处的风向向上，从而避免出风口201处风直吹向下方的冰场
300，避免了冰场300的融化速率受风洞200的出风的影响，降低了冰场300的融化速率，降低
了实验成本。

[0038] 在一些实施例中，挡板1能够完全覆盖出风口201，且挡板1能够转动完全覆盖出风口201的位置处，由此，能够在风洞200无需工作时封闭出风口201，避免灰尘进入。

[0039] 进一步，挡板1能够转动到与出风口201的出风方向平行的位置处，此时，风洞200风能够直吹冰场300上方试验件，并且，挡板1能够转动到与出风口201的出风方向平行的位
置到完全覆盖出风口201的位置之间的任意位置处，以使风向调节组件100能够更好的调节
出风口201处的风向，实现不同的实验效果。

[0040] 进一步，挡板1的底部不高于出风口201的下边沿，以避免出风口201底部的风从挡板1的下方吹向冰场300，导致高风速的风直吹冰面，避免了冰场300的融化速率受风洞200
的出风的影响，降低了冰场300的融化速率，降低了实验成本。

[0041] 并且，挡板1的底部不高于出风口201的下边沿还能够确保风洞200的出风方向能够完全受到挡板1的控制，有利于实验变量的控制。

[0042] 在一些实施例中，挡板1可转动地与风洞200出风口201的下边沿连接，以简化结构。

[0043] 在另一些实施例中，挡板1与风洞200出风口201前方地面可转动地连接，在此不做限定。

[0044] 在再一些实施例中，如图1‑图6所示，风向调节组件100还包括：底座2和驱动件3，底座2设在出风口201与冰场300之间，挡板1可转动地设于底座2，驱动件3的两端分别与底
座2和挡板1连接，由此底座2能够为挡板1以及驱动件3的设置提供安装位置，确保挡板1以
及驱动件3设置的稳定性，便于风向调节组件100整体的安装与移动。并且，通过将挡板1、底
座2和驱动件3设置为独立的整体模块，能够便于实验场地整体的布局变化，风向调节组件
100的移动，收纳以及布置更便捷。

[0045] 进一步，冰场300布置在地面上，出风口201位于冰场300水平方向的一侧，底座2设在出风口201与冰场300之间，也即设置在地面上，由于挡板1的转动轴线靠近出风口201的
下边沿，由此，挡板1与底座2可转动地连接处位于底座2上靠近出风口201的一侧，由此，挡
板1可以向远离出风口201且远离底座2的方向延伸，以将风引导到远离地面的方向，避免出
风口201处风直吹向位于地面的冰场300，避免了冰场300的融化速率受风洞200的出风的影
响，降低了冰场300的融化速率，降低了实验成本。

[0046] 并且，在一些实施例中，驱动件3的两端分别与底座2和挡板1转动连接，驱动件3用于驱动挡板1转动，由此驱动件3可以驱动挡板1相对于底座2转动，进而使得挡板1能够相对
地面以及出风口201转动，以使挡板1能够调节风向。

[0047] 由于驱动件3的两端分别与底座2和挡板1转动连接，由此，挡板1转动过程中，驱动件3的布置不会对其运动产生约束，确保了挡板1自由转动。

[0048] 在一些实施例中，驱动件3与挡板1之间可以采用球形铰接的方式连接。进一步，驱动件3与底座2之间也可以采用球形铰接方式连接。

[0049] 进一步，驱动件3相对挡板1倾斜设置，以便于驱动件3驱动挡板1转动。

[0050] 并将液压撑杆做一定倾斜角度处理，方便使用时打开挡板1。

[0051] 由于风向调节组件100设于风洞1设于出风口处，为了避免风向调节组件100在风力驱动下移动，因此风向调节组件100自身结构，例如挡板1与底座2应当具有足够的重量，
较大的重量导致驱动挡板1困难，因此，在挡板1与底座2之间设有驱动件3，以利用驱动件3
便捷的驱动挡板1运动，使打开挡板1的过程更省力。

[0052] 在一些实施例中，驱动件3包括液压升降杆，如图2‑图5所示，通过液压升降杆的伸缩，即可实现挡板1角度的调整。在液压升降杆的长度收缩时，挡板1与底座2之间的角度减
小，当液压升降杆的长度伸长时，挡板1与底座2之间的角度增大。

[0053] 液压升降杆在起到驱动作用的同时能够在底座2与挡板1之间起到支撑作用，确保挡板1能够稳定的设置在预设位置对风向进行控制。

[0054] 在另一些实施例中，驱动件3的一端可以固定设置于底座2上，且另一端与挡板1滑动连接，由此，驱动件3的伸缩变化也能够驱动挡板1相对底座2转动，实现挡板1的驱动。

[0055] 或者，挡板1与底座2之间不设有驱动件3，用户可手动驱动挡板1相对底座转动，并在挡板1转动到一定角度后通过外置支撑杆等结构对挡板1位置进行限位，挡板1与底座2相
对的平面上设有限位结构，外置支撑杆能够被限位结构限位，以确保外置支撑杆能够稳定
支撑挡板1，实现挡板1的限位。

[0056] 当然，挡板1的驱动和限位可采用更多其他的方式，对于挡板1的驱动形式以及挡板1的限位方式在此不做限定。

[0057] 参照图2‑图6，风向调节组件100还包括：辅助支撑件4，辅助支撑件4能够与驱动件3共同支撑挡板1，使挡板1能够固定在预设位置对出风口201的出风进行导向，其中，辅助支
撑件3主要起到支撑挡板1的作用。辅助支撑件4能够分担驱动件3的压力，减小支撑过程中
的压力对驱动件3的损害，增加驱动件3的寿命。并且，在辅助支撑件4以及驱动件3的双重支
撑下，挡板1能够设置的更稳定，避免了在大风量状态下风力导致的挡板1摇晃，避免了设备
受到损坏。

[0058] 结合图4‑图6所示实施例，辅助支撑件4可折叠地设置在挡板1与底座2之间，以避免辅助支撑件4的设置影响挡板1的转动，并实现辅助支撑件4的收纳。如图4所示，在挡板1
向靠近底座2的方向转动时，辅助支撑件4会从中部向靠近转轴或者远离转轴的方向弯折，
此时辅助支撑件4不提供支撑功能，且辅助支撑件4无需拆卸下来，可以收纳在挡板1与底座
2之间的空间内，简化了风向调节组件100的操作。

[0059] 如图2‑图6所示，辅助支撑件4包括：第一支撑部41和第二支撑部42，第一支撑部41的一端与底座2转动连接，第二支撑部42的一端与挡板1转动连接，第一支撑部41的另一端
与第二支撑部42的另一端可转动地连接。

[0060] 具体地，如图4和图5所示，在风向调节组件100由图6的状态转变为图5再转变为图4的状态的过程中，第一支撑部41相对底座2逆时针转动，第二支撑部42相对第一支撑部41
顺时针转动，且相对挡板1逆时针转动，由此，实现了辅助支撑件4的折叠。

[0061] 结合图4‑图6所示实施例，挡板1在第一位置与第二位置之间可转动，在第一位置，驱动件3缩短到其最小长度，挡板1与底座2之间的距离最短，挡板1与底座2之间的角度达到
最小，挡板1与底座2折叠，也就是说，挡板1与底座2之间的最小角度尽可能接近0°。

[0062] 在第二位置，驱动件3伸长到其最大长度，挡板1与底座2之间的距离最大，挡板1与底座2之间的角度达到最大，挡板1与底座2之间的夹角为50°‑70°，也就是说，挡板1与底座2
之间的最大角度在50°到70°之间。

[0063] 其中，第一支撑部11包括两个间隔设置的连接板111，两个连接板111之间限定出容纳空间112，挡板1位于第一位置时，第一支撑部11与第二支撑部12折叠且第二支撑部12
位于容纳空间112，以实现辅助支撑件4的折叠收纳。

[0064] 参照图4，挡板1位于第二位置时，第一支撑部41与第二支撑部42位于同一直线，此时，出风口201出风作用在挡板1上的力能够直接通过位于同一直线上的第二支撑部42与第
一支撑部41传递到底座2，确保风向调节装置整体设置的稳定性。

[0065] 如图2和图4所示，挡板1的迎风面11形成为朝向出风口201拱起的弧面，弧面对风也具有一定的导流作用，以使挡板1能够有效的改变风向。

[0066] 结合图1‑图5描述本发明的环境模拟装置1000的一个具体实施例。

[0067] 该环境模拟装置1000可用于在大型环境模拟风洞中进行真实人造冰场搭建工况与吹风耦合实验，如用于我国冬奥短道速滑运动员进行抗风阻训练测试使用。由于对运动
员进行抗风阻训练测试时需增加吹风工况，若出风口出风方向与冰场在同一平面，势必会
加大与冰场的对流换热速度，从而加快冰场融化速度，影响实验成本。

[0068] 如图1所示，环境模拟装置1000包括：冰场300、风洞200和风向调节组件100，其中，风洞200设于冰场300的一侧且具有朝向冰场300设置的出风口201，风洞200能够向冰场300
上方吹风，以对冰场300上方的试验件进行冰场300和吹风耦合实验。

[0069] 风向调节组件100设于出风口201处，用于调节出风口201处的风向，并且，风向调节组件100还能够通过调节出风口201处的风向，避免出风口201处的风直吹冰场300的冰
面，由此，降低了风洞200出风口201处对应的冰面处的风速，避免出风直吹冰面，从而达到
降低出风口201处冰场300的融化速率，降低实验过程成本的目的。

[0070] 风向调节组件100包括：挡板1、底座2、驱动件3和辅助支撑件4。挡板1的迎风面11形成为朝向出风口201拱起的弧面，弧面对风具有一定的导流作用，以使挡板1能够有效的
改变风向。

[0071] 底座2设在出风口201与冰场300之间，挡板1可转动地设于底座2，驱动件3设于底座2，风向调节组件100为独立的一个整体模块，以便于实验场地整体的布局变化，使风向调
节组件100的移动，收纳以及布置更便捷。其中，驱动件3可以为液压升降杆，液压升降杆的
两端分别与底座2和挡板1采用球形铰接的方式转动连接，由此，挡板1转动过程中，驱动件3
的布置不会对其运动产生约束，确保了挡板1自由转动。

[0072] 冰场300布置在地面上，出风口201位于冰场300水平方向的一侧，底座2设在出风口201与冰场300之间，也即设置在地面上，挡板1与底座2可转动地连接处位于底座2上靠近
出风口201的一侧，挡板1的底部低于出风口201的下边沿，以避免出风口201底部的风从挡
板1的下方吹向冰场300，导致高风速的风直吹冰面，避免了冰场300的融化速率受风洞200
的出风的影响，降低了冰场300的融化速率，降低了实验成本。

[0073] 通过挡板1的转动即可调节出风口201处的风向，并且，挡板1能够调节出风口201处的风向向上，从而避免出风口201处风直吹向下方的冰场300，避免了冰场300的融化速率
受风洞200的出风的影响，降低了冰场300的融化速率，降低了实验成本。

[0074] 进一步，通过液压升降杆的伸缩，即可实现挡板1角度的调整。在液压升降杆的长度收缩时，挡板1与底座2之间的角度减小，当液压升降杆的长度伸长时，挡板1与底座2之间
的角度增大。

[0075] 挡板1在第一位置与第二位置之间可转动，在第一位置，驱动件3缩短到其最小长度，挡板1与底座2之间的距离最短，挡板1与底座2之间的角度达到最小，尽可能接近0°，以
实现挡板1与底座2的折叠，便于风向调节组件100的折叠收纳。

[0076] 在第二位置，驱动件3伸长到其最大长度，挡板1与底座2之间的距离最大，挡板1与底座2之间的角度达到最大。

[0077] 挡板1可以固定在第一位置与第二位置之间的任意位置，此时，挡板1由液压升降杆支撑。

[0078] 辅助支撑件4包括：第一支撑部41和第二支撑部42，第一支撑部41的一端与底座2转动连接，第二支撑部42的一端与挡板1转动连接，第一支撑部41的另一端与第二支撑部42
的另一端可转动地连接，其中，第一支撑部11包括两个间隔设置的连接板111，两个连接板
111之间限定出容纳空间112，挡板1位于第一位置时，第一支撑部11与第二支撑部12折叠且
第二支撑部12位于容纳空间112，以实现辅助支撑件4的折叠收纳。

[0079] 进一步，挡板1位于第二位置时，第一支撑部41与第二支撑部42位于同一直线。

[0080] 也就是说，辅助支撑件4与液压升降杆共同实现了挡板1在第二位置处的固定，在挡板1位于第二位置处时，出风口201出风作用在挡板1上的力能够直接通过位于同一直线
上的第二支撑部42与第一支撑部41传递到底座2，进一步确保了风向调节装置整体设置的
稳定性。

[0081] 根据本发明实施例的环境模拟装置1000的其他构成以及操作对于本领域普通技术人员而言都是已知的，这里不再详细描述。

[0082] 在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“之上”或“之下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是
通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括
第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。

[0083] 在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“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
示意性表述不一定指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
点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

[0084] 尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本
发明的范围由权利要求及其等同物限定。