风向指示系统及沙盘模拟系统的制作方法

本实用新型涉及模拟沙盘技术领域，具体而言，涉及一种风向指示系统及沙盘模拟系统。

背景技术：

交通器在行驶过程中所受到的风速和风向将对交通器的性能和行驶安全、行驶控制造成较大影响，因此，针对风速、风力对交通器的行驶造成的影响的研究极为重要。在对交通器进行风速、风力影响测试时，若采用真实环境下的测试条件进行测试，一方面由于自然环境的不可控性，难以在想要的多种不同的风速、风力下进行测试，另一方面若出现极端天气将对交通器的行驶安全及驾驶员的人身安全造成威胁。

技术实现要素：

有鉴于此，本实用新型实施例的目的在于，提供一种风向指示系统及沙盘模拟系统以解决上述问题。

本实用新型实施例提供一种风向指示系统，应用于沙盘模拟系统，所述沙盘模拟系统包括沙盘场地，所述风向指示系统包括控制中心、虚拟驾驶舱、沙盘交通器、风向指示装置及造风设备，所述沙盘交通器位于所述沙盘场地内，所述风向指示装置和所述造风设备设置在所述沙盘场地内；

所述沙盘交通器分别与所述控制中心和所述虚拟驾驶舱通信连接，用于接收所述控制中心发送的行进力控制指令和转动控制指令，且可接收所述虚拟驾驶舱内的控制器发送的行驶指令，在所述行进力控制指令、所述转动控制指令和所述行驶指令下行进，并将实时获得的速度值和方向值反馈至所述控制器；

所述造风设备与所述控制中心通信连接，用于接收所述控制中心发送的造风指令，并在所述造风指令的控制下进行造风操作；

所述风向指示装置与所述控制中心通信连接，用于在接收到所述控制中心发送的与所述行进力控制指令对应的风力信息和与所述转动控制指令对应的风向旋转指令时，将所述风力信息进行显示并在所述风向旋转指令的控制下旋转，或用于检测所述造风设备所产生的风的风力信息和风向信息。

可选地，所述沙盘交通器上设置有驱动装置及阻流组件，所述驱动装置和所述阻流组件分别与所述控制中心通信连接；

所述驱动装置用于接收所述控制中心发送的行进力控制指令，并在所述行进力控制指令下控制所述沙盘交通器的速度；

所述阻流组件用于接收所述控制中心的转动控制指令，并在所述转动控制指令下进行转动，以控制所述沙盘交通器的行进方向。

可选地，所述造风设备包括第一出风口和第二出风口，所述第一出风口和所述第二出风口开设在所述造风设备的相对的两端，所述第一出风口和所述第二出风口分别连接有出风管道，所述出风管道上开设有多个通孔。

可选地，所述出风管道的各所述通孔处连接有子管道，所述子管道的第一端连接在所述通孔的外围，与所述第一端相对设置的第二端向远离所述出风管道的方向延伸。

可选地，所述子管道的第二端的出口处设置有导向板，所述导向板为多个，多个所述导向板呈平行设置，用于将从所述第一出风口和第二出风口所吹出的风导向不同的方向。

可选地，所述风向指示装置包括风向指示本体及底座，所述沙盘场地的道路外侧设置有轨道，所述底座可安设于所述轨道上以在所述轨道上移动以带动所述风向指示本体在所述轨道上移动。

可选地，所述风向指示本体包括单片机、显示设备、风速检测组件及风向检测组件，所述单片机分别与所述显示设备、所述风速检测组件及所述风向检测组件连接，所述单片机还与所述控制中心通信连接。

可选地，所述风速检测组件包括风杯、风杯固定件、风杯传动杆、齿轮盘、开关传感器以及第一磁性部件，所述风杯固定件套接在所述风杯传动杆的顶端，所述风杯固定件的外壁上间隔设置有多个所述风杯，所述风杯传动杆的底端套接于所述齿轮盘，所述第一磁性部件设置在所述齿轮盘的靠近所述风杯传动杆的一侧，所述开关传感器设置在所述齿轮盘的远离所述风杯传动杆的一侧的与所述第一磁性部件相对应的位置处，所述开关传感器与所述单片机连接。

可选地，所述风向检测组件包括风向标、风向传动杆、风向标连接件、角度传感器及第二磁性部件，所述风向标连接件套接在所述风向传动杆的顶端，所述风向标连接在所述风向标连接件的外壁，所述风向传动杆的底端套接于所述第二磁性部件，所述角度传感器设置在所述第二磁性部件的远离所述风向传动杆的一端，所述角度传感器还与所述单片机连接。

本实用新型实施例还提供一种沙盘模拟系统，包括沙盘场地以及上述的风向指示系统，所述风向指示系统包括控制中心、虚拟驾驶舱、沙盘交通器、风向指示装置以及造风设备，所述沙盘交通器位于所述沙盘场地内，所述风向指示装置和所述造风设备设置在所述沙盘场地内，所述控制中心分别与所述虚拟驾驶舱、所述沙盘交通器、所述风向指示装置和所述造风设备通信连接。

本实用新型实施例提供的风向指示系统及沙盘模拟系统，通过控制中心向沙盘交通器发送行进力控制指令以模拟风速，并向沙盘交通器发送转动控制指令以模拟风向，并通过虚拟驾驶舱向沙盘交通器发送行驶控制指令以控制沙盘交通器的行进。并设置造风设备和风向指示装置，造风设备可在控制中心的控制下进行造风操作，风向指示装置可接收控制中心发送的风力信息和风向旋转指令以实时显示沙盘交通器受到的风力和风向。风向指示装置还可在造风设备开启时，检测造风设备所产生的风的风力和风向。该系统能够全面模拟风力、风向，为风力、风向对交通器行驶产生的影响提供了一种安全、可靠的模拟实现系统。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍。应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本实用新型实施例提供的沙盘虚拟系统的示意图。

图2为本实用新型实施例提供的造风设备的示意性结构图。

图3为本实用新型实施例提供的风速检测组件的示意性结构图。

图4为本实用新型实施例提供的风向检测组件的示意性结构图。

图标：10-沙盘场地；20-控制中心；100-虚拟驾驶舱；200-沙盘交通器；300-风向指示装置；310-风速检测组件；311-风杯；312-风杯固定件；313-风杯传动杆；314-齿轮盘；315-开关传感器；316-第一磁性部件；320-风向检测组件；321-风向标；322-风向传动杆；323-风向标连接件；324-角度传感器；325-第二磁性部件；400-造风设备；410-出风管道；411-通孔。

具体实施方式

天气会对交通器的性能和驾驶控制的安全可靠性造成重大影响，例如，天气状况普遍有曝晒天(晴)、多云天(阴)、雨天(小雨、暴雨)、雪天、雾天和大风等。在这些天气状况下，交通器的行驶状态会发生一定变化，可能造成严重的交通事故，因此，需要对这些极端天气以及在极端天气下的驾驶状态进行模拟。

经调查发现，现有技术大多在实际场景中采用人工方式模拟极端天气，例如暴风环境，但这种方式有一定的安全隐患，且人工模拟极端天气不能做到准确、成熟和全面。

以上现有技术中的方案所存在的缺陷，均是发明人在经过实践并仔细研究后得出的结果，因此，上述问题的发现过程以及下文中本实用新型实施例针对上述问题所提出的解决方案，都应该是发明人在本实用新型过程中对本实用新型做出的贡献。

基于上述研究，本实用新型实施例提供了一种风向指示系统，应用于沙盘模拟系统，通过控制中心、虚拟驾驶舱、沙盘交通器、风向指示装置及造风设备，模拟实现对沙盘交通器产生一定的风力和风向，能够提高模拟风力、风向环境的准确性、全面性以及安全性。

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例只是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本实用新型的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“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实用新型中的具体含义。

请参阅图1，本实用新型实施例提供一种风向指示系统，所述风向指示系统应用于沙盘模拟系统，所述沙盘模拟系统包括沙盘场地10，所述风向指示系统包括控制中心20、虚拟驾驶舱100、沙盘交通器200、风向指示装置300及造风设备400。所述沙盘交通器200可在所述沙盘场地10内的跑道上运行，所述风向指示装置300可设置在所述沙盘场地10内的跑道的外围，或者是跑道的内圈内。所述造风设备400可设置在所述沙盘场地10的跑道的外围。

所述沙盘交通器200与所述虚拟驾驶舱100通信连接，可选地，所述虚拟驾驶舱100内设置有控制器，所述沙盘交通器200可与所述控制器通信连接。所述沙盘交通器200为无人驾驶，操作人员可在所述虚拟驾驶舱100内实现对沙盘交通器200的操控，如此，避免了因制造极端环境可能对驾驶员造成的人身安全威胁的弊端。

本实施例中，所述控制中心20可向所述沙盘交通器200发送行进力控制指令和转动控制指令。所述虚拟驾驶舱100可向所述沙盘交通器200发送行驶指令，沙盘交通器200可在控制中心20和虚拟驾驶舱100的控制下行进。在本实施例中，所述虚拟驾驶舱100可包括多个，各所述虚拟驾驶舱100分别与所述控制中心20通信连接。其中，所述行进力控制指令和所述转动控制指令也可由所述控制中心20发送至所述虚拟驾驶舱100，各所述虚拟驾驶舱100进行转发。如此，可保证分别与各所述虚拟驾驶舱100通信连接的沙盘交通器200所接收到的行进力控制指令和转动控制指令为一致的。其中，所述行进力控制指令可以为推动控制指令或阻力控制指令。所述行进力控制指令可用于模拟所述沙盘交通器200所受到的风力，例如，若需模拟沙盘交通器200在逆风环境下行驶，则该行进力控制指令为阻力控制指令。若模拟沙盘交通器200在顺风环境下行驶，则该行进力控制指令为推动控制指令。其具体的大小可根据需求进行设置。

在本实施例中，所述沙盘交通器200可包括驱动装置，该驱动装置可用于产生与所述行进力控制指令对应的推动力或者是阻力，以使沙盘交通器200模拟受到对应的风力。例如，所述沙盘交通器200在接收到行进力控制指令的前后以相同的虚拟驾驶器100所发送的行驶指令的动力行驶，若接收到的行进力控制指令为阻力控制指令，则驱动装置产生对应的阻力以模拟相应的风力，在具备相同的动力但受到该阻力的情况下，沙盘交通器200的速度会相应的减慢，造成受到阻力风时一样的效果。其中，该驱动装置可为阻力片或者是备用动力装置，以用于分别产生阻力或推动力。

所述转动控制指令可用于模拟沙盘交通器200所受到的风向。本实施例中，所述沙盘交通器200可包括阻流组件，所述阻流组件可包括阻流板及转动设备等。阻流板可与转动设备连接，该阻流板可设置在沙盘交通器200的外部，转动设备在接收到控制中心20的转动控制指令时，带动阻流板转动一定方向或角度，以模拟受到不同方向的风力。

沙盘交通器200在所述行进力控制指令和转动控制指令控制下行进，并将实时获得的沙盘交通器200的速度值和方向值反馈至控制中心20和虚拟驾驶舱100。并且，所述控制中心20还可将与所述行进力控制指令对应的风力信息发送至所述风向指示装置300，以及与所述转动控制指令对应的风向旋转指令发送至所述风向指示装置300。所述风向指示装置300可将风力信息进行显示，并在所述风向旋转指令的控制下转动以指示当前沙盘交通器200所受到的风力和风向。如此，在沙盘场地10周围的工作人员可实时获得此时沙盘交通器200所受到的风力信息和风向信息。

在本实施例中，为了提高系统的娱乐性，所述风向指示装置300还可包括一小型吹风装置、支撑管道及旗帜。所述小型吹风装置可设置在支撑管道内，所述旗帜可设置在所述支撑管道的顶端。所述小型吹风装置在启动后吹出的风可将所述旗帜吹起，如此，可象征性地展示当前的风向和风力，增强娱乐性。

本实施例中，所述沙盘交通器200除了可在所述控制中心20所发送的模拟风力指令和风向指令下行驶外，所述风向指示装置300在所述控制中心20所发送的信息下指示风向和风力之外，所述风向指示系统还包括造风设备400。所述造风设备400与所述虚拟驾驶舱100通信连接，可用于接收所述控制中心20发送的造风指令，包括风速指令和风向指令，并在造风指令的控制下进行造风操作。在这种有风的情况下，所述风向指示装置300可用于检测所述造风设备400所产生的风的风力信息和风向信息，即当前所述沙盘交通器200所受到的风力和风向，并进行显示。需要说明的是，若当前沙盘场地10内除了造风设备400所产生的风之外还存在自然风，则风向指示装置300检测到的风为两者的综合。并且，所述风向指示装置300还可将检测到的风向信息和风力信息反馈至所述虚拟驾驶舱100和所述沙盘交通器200等，以使所述虚拟驾驶舱100和所述沙盘交通器200将风力信息和风向信息进行显示。

在这种情况下，沙盘交通器200在造风设备400所产生的风力和风向的环境下行进，并将自身的实时速度值和方向值反馈至所述控制器。

通过上述设置，在无风环境下，沙盘交通器200可在控制中心20所模拟的风力信息的行进力控制指令和所模拟的风向信息的转动控制指令下行进，并实时反馈速度值和方向值，以模拟的信息获得风力和风向对沙盘交通器200的行驶造成的影响。此外，还可通过造风设备400产生一定风力和风向，以使沙盘交通器200在该风力和风向环境下行进，并通过风向指示装置300检测得到造风设备400所产生的风力信息和风向信息。如此，可灵活实现风力、风向对沙盘交通器200的影响测试。

在本实施例中，考虑到造风设备400所产生的风从出风口吹出后所能吹到的范围较窄，而沙盘交通器200行驶范围较广，如此将无法受到较为均匀且稳定的风力和风向，造成测试的不准确。请参阅图2，本实施例中，所述造风设备400包括第一出风口和第二出风口，其中，所述第一出风口和所述第二出风口可分别开设在所述造风设备400的相对的两端，在所述第一出风口和所述第二出风口处分别连接有出风管道410，在所述出风管道410上开设多个通孔411。其中，多个通孔411可开设在所述出风管道410的同一侧，例如，多个通孔411可呈线形排列。如此，造风设备400所产生的风，从第一出风口和第二出风口吹出后，可通过出风管道410，分别从各个通孔411处吹出，如此，可将原本的单点风源转换为多点风源，可将产生的风吹向更广的范围，使沙盘交通器200受到均匀且稳定的风。

为了准确地控制造风设备400所产生的风的风向，本实施例中，在各所述通孔411处连接有子管道，所述子管道的第一端连接在所述通孔411的外围，与所述第一端相对设置的第二端向远离所述出风管道410的方向延伸。在各所述子管道的出口处设置有导向板，所述导向板可为多个。多个所述导向板呈平行设置，如此，通过多个导向板的转动可将从第一出风口和第二出风口所吹出的风导向至不同的方向。

在本实施例中，所述风向指示装置300可检测所述造风设备400所产生的风力和风向，并进行实时显示。本实施例中，为了沙盘场地10内的工作人员可随时查看到当前的风向信息和风力信息，所述风向指示装置300可包括风向指示本体及底座，且在所述沙盘场地10的道路的外侧设置有轨道，所述轨道的走向与所述道路的走向一致。如此，所述底座可安设于所述轨道上以在所述轨道上移动，从而带动所述风向指示本体在所述轨道上移动。如此，可根据工作人员的查看需求，控制所述风向指示装置300在所述轨道上移动以停留在不同的位置。

在本实施例中，所述风向指示本体包括单片机、显示设备、风速检测组件310和风向检测组件320。所述单片机分别与所述显示设备、所述风速检测组件310和所述风向检测组件320连接，所述单片机与所述控制中心20通信连接，可用于接收所述控制中心20所发送的所述风力信息和所述风向旋转指令，并将所述风力信息通过所述显示设备进行显示，根据所述风向旋转指令控制所述风向检测组件320旋转以指示对应的风向。

此外，所述风速检测组件310还可检测所述造风设备400所产生的实时风力，所述风向检测组件320可用于检测所述造风设备400所产生的风的实时风向。

请参阅图3，在本实施例中，所述风速检测组件310包括风杯311、风杯固定件312、风杯传动杆313、齿轮盘314、开关传感器315和第一磁性部件316。其中，所述风杯固定件312可为中间位置开设有孔的圆盘，所述风杯固定件312套接在所述风杯传动杆313的顶端，所述风杯固定件312的孔的侧壁与所述风杯传动杆313的外壁之间存在阻尼，所述风杯固定件312可绕着所述风杯传动杆313转动。

所述风杯固定件312的外壁上间隔设置有多个所述风杯311，例如三个或四个。多个所述风杯311的开口方向一致，可在风力的作用下转动，其中，风力越大时风杯311转动的速度越大。

所述风杯传动杆313的底端套接于所述齿轮盘314，所述第一磁性部件316设置在所述齿轮盘314的靠近所述风杯传动杆313的一侧，所述开关传感器315设置在所述齿轮盘314的远离所述风杯传动杆313的一侧的与所述第一磁性部件316相对应的位置处，所述开关传感器315与所述单片机连接。其中，所述开关传感器315可为霍尔开关传感器。

风杯311在风力的作用下转动，从而带动所述风杯传动杆313和下端的齿轮盘314转动。齿轮盘314在转动的过程中，由于齿轮和齿轮隙轮替，第一磁性部件316产生在霍尔开关传感器315上磁场发生改变，使得霍尔开关传感器315将与风速对应频率的脉冲电平发送至单片机，单片机计算出当前风速，并发送至显示设备进行显示。

请参阅图4，在本实施例中，所述风向检测组件320包括风向标321、风向传动杆322、风向标连接件323、角度传感器324及第二磁性部件325。所述风向标连接件323套接在所述风向传动杆322的顶端，所述风向标321连接在所述风向标连接件323的外壁，所述风向传动杆322的底端套接于所述第二磁性部件325，所述角度传感器324设置在所述第二磁性部件325的远离所述风向传动杆322的一端，所述角度传感器324还与所述单片机连接。

具体实施时，风向标321根据风向转动，所指方向即为当前风向，风向标连接件323及所述风向传动杆322带动第二磁性部件325转动，角度传感器324检测到第二磁性部件325的转动角度，即当前风向相对于北极的角度值，将转动角度发送至单片机。所述单片机可将所述转动角度发送至显示设备进行显示。

并且，所述单片机还可将所述转动角度和当前风力反馈至虚拟驾驶舱100的控制器。并且，还可将转动角度和当前风力发送至沙盘交通器200以进行显示。

在上述基础上，本实用新型实施例还提供一种沙盘模拟系统，所述沙盘模拟系统包括沙盘场地10以及上述的风向指示系统。所述风向指示系统包括控制中心20、虚拟驾驶舱100、沙盘交通器200、风向指示装置300以及造风设备400，所述沙盘交通器200位于所述沙盘场地10内，所述风向指示装置300和所述造风设备400设置在所述沙盘场地10内，所述控制中心20分别与所述沙盘交通器200、所述风向指示装置300和所述造风设备400通信连接，所述虚拟驾驶舱100还与所述沙盘交通器200通信连接。

综上所述，本实用新型实施例提供的风向指示系统及沙盘模拟系统，通过控制中心20向沙盘交通器200发送行进力控制指令和转动控制指令进行转发以分别模拟风速和风向。并通过虚拟驾驶舱100向沙盘交通器200发送行驶指令，并设置造风设备400和风向指示装置300，造风设备400可在控制中心20控制指令下进行造风操作，风向指示装置300可接收控制中心20发送的风力信息和风向旋转指令以实时显示沙盘交通器200受到的风力和风向。风向指示装置300还可在造风设备400开启时，检测造风设备400所产生的风的风力和风向。该系统能够全面模拟风力、风向，为风力、风向对交通器行驶产生的影响提供了一种安全、可靠的模拟实现系统。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。