050] Si-定轴摆动时特征点的弧坐标；
[0051] S2-旋转运动时特征点的弧坐标；
[0052] h-摆动机构的长度；
[0化3] h-出风口的长度.
[0054] Φι-摆动机构摆过的角度；
[0055] Φ2-出风口旋转过的角度；
[0056] ωι-定轴摆动时的角速度；
[0057] 0 2-旋转运动时的角速度；
[0化引 t-运动时间。
[0059] 该摆动机构6可通过连接法兰与第二试验段4相连接。摆动机构内表面采用流线型 曲线设计，尽最大努力减小空气流动阻力。
[0060] 在摆动机构6顶部设置第一步进电机6-1与第一小齿轮6-2;在摆动机构6上设置大 齿圈6-3,大齿圈6-3与第一小齿轮6-2晒合，第一步进电机6-巧E动第一小齿轮6-2转动，从 而带动大齿圈6-3沿着转动轴6-7转动。摆动机构6的具体结构可W参见附图5。
[0061 ]大齿圈6-3是直齿圆柱齿轮结构；第一小齿轮6-2是直齿圆柱齿轮结构；它们的晒 合是直齿圆柱齿轮晒合。
[0062]在摆动机构6底部设置第二步进电机6-5与第二小齿轮6-6;由第二步进电机6-5通 过第二小齿轮6-6带动位于摆动机构6下方的扇形齿板6-4摆动。扇形齿板6-4的具体结构可 W参见附图6。
[0063] 第二小齿轮6-6是直齿圆柱齿轮结构；
[0064] 第一步进电机6-1与第二步进电机6-5都是目前市场上销售的产品，例如由常州双 杰电子有限公司W商品名39BYGB0413系列步进电机销售的产品。
[0065] 本发明使用的扇形齿板6-4是直齿圆弧结构。
[0066] 附图2是本发明风桐设备在进行野外吹风试验时，摆动机构6与灌草丛之间相互关 系示意图。
[0067] 在本发明中，加沙装置5位于第一试验段3右端上方。
[0068] 本发明加沙原理采用高处重力加沙，沙粒从高处依靠重力自然下落，使沙粒均匀 散落，简便节能。
[0069] 本发明使用的加沙装置5是由一级插板式控制机构5-1与二级控制机构组成，而二 级控制机构是由步进电机5-2与伞状斜板5-3构成；由步进电机5-2驱动伞状斜板5-3移动， W实现加沙量的精确控制。加沙装置5的具体结构参见附图3。伞状斜板5-3具体结构可W参 见附图4。
[0070] -级插板式控制机构5-1是手动机械插板式结构。
[0071 ]所述的底座支撑架位于风桐本体底部，它用角钢焊接而成，而底座支撑架与风桐 本体用螺栓连接固定起来。所述的底座支撑架是一种可调整高度为50~125cm的机械可调 式底座支撑架。
[0072]本发明的野外测试风桐设备在保证空气动力学性能的前提下，通过精确力学计 算，尽量选用优质性能钢材W减轻重量，并使用塑料、有机玻璃、纸质密封垫、同步软带等轻 型材料，大大减轻整机重量。而且，该重量又被分配到7个组成部件上，真正实现了可移动便 携式设计。
[0073] 利用本发明风桐设备可W提供完全由人工控制的接近自然风包括无沙和有沙，如 直风、旋风、倾斜风W及各种组合形式的复杂风。具体地，将本发明风桐设备放置于距离灌 草丛约100cm的地方，即可进行灌草丛野外吹风测试。利用计算机控制装置，还可实现同一 气流流场形态的多次重复吹风试验。
[0074] 在不同的疏伐机制下，运用本发明的灌草丛野外测试方法与设备，对不同的灌草 丛结构构型进行清洁空气流场无沙和挟风沙空气流场有沙的组合试验，依据气固二相流理 论，可W综合分析风沙的空气流场特性，掲示不同灌草丛疏枝模式配置下的风沙物理输移 规律，从而进一步阐明灌草丛固阻沙功能与其空间结构构型的响应作用机理。本发明野外 测试风桐装置使用方法描述如下：
[0075] 1、根据野外测试的某个灌草丛的整株高度，调整好野外测试风桐装置的整机高 度，通过调整整机支撑架上的调整孔的位置得W实现。调整高度应W风桐中屯、线高度为待 试验灌草丛整株高度的一半，具体参见附图2。例如，某个灌草丛的整株高度经实测为2.4m， 则整机高度应调整为风桐中屯、线高度距地面1.2m。
[0076] 2、将野外测试风桐装置放置于距离某个灌草丛树冠轮廓100cm左右的地面处。
[0077] 3、利用手动或计算机自动控制装置，启动主电机，并调整变频器的输出频率，从而 改变风机主电机的转速，W便得到所需的一定压力、速度的接近自然风。此时，风机提供的 接近自然风是清洁空气气流无沙。
[007引4、若需提供挟风沙的空气气流有沙，则在主电机启动后，开启加沙器的控制步进 电机。通过一级插板控制手动、二级步进电机控制自动，即可获得一定流量的落沙量。当挟 风沙的空气气流的含沙量不变时，上述一级插板不动，二级步进电机也不动；当挟风沙的空 气气流的含沙量改变时，应优先使用二级步进电机控制自动伞状斜板的移动距离，改变落 沙量。如有需要，需同时使用一级插板控制手动，W获得所需流量的落沙量。
[0079] 5、关于出风口的控制，可根据试验方案，当需要直风时，则启动2个步进电机，驱动 摆动机构运动，使出风口正对整株灌草丛的几何中屯、，然后停止2个步进电机，保持该位置 直到试验结束试验过程中主电机始终工作；当需要斜风时，则仅启动旋转步进电机，使出风 口旋转过一定转角〇,然后停止该步进电机，保持运个位置直到试验结束；当需要旋风时，贝U 仅启动旋转步进电机，使该步进电机按一定转速ω旋转，直到试验结束，当然，如果需要，在 试验过程中也可改变旋转步进电机的转速ω;当需要任意方向的复杂风时，则按一定速比 同时启动2个步进电机，此时，出风口将对整株灌草丛进行变量风吹风试验。在整个试验过 程中，2个控制步进电机和1个主电机同时工作。如有需要，也可改变2个步进电机的转速 ωι、0 2,直到试验结束。
[0080] [有益效果]
[0081] 本发明灌草丛野外测试风桐设备解决了 W下科学问题：
[0082] Α、采用四周封闭型结构，真正实现了空气动力学意义下的试验风桐，解决了风蚀 风桐传统的倒"ir型结构所带来的气流流场的不均匀问题。
[0083] B、实现了多用途。第一种用途是本发明风桐设备第一、第二试验段的底板是活动 的，可拆卸的，运样既可用作风蚀风桐此时，取下底板，呈倒"U"型，又可用作空气动力学风 桐此时，装上底板，呈四周封闭型。第二种用途是本发明风桐设备既可用于室内模拟试验， 又可用于室外的野外吹风试验。
[0084] C、本发明风桐设备摆动机构利用了理论力学的运动学理论。在本发明中，采用2台 电机分别独立驱动2套机构，分别实现2个相互独立的机械运动，而2个机械运动又被最终合 成在摆动机构的出风口部位。于是，该出风口部位的运动是一个旋转运动和一个摆动的合 成运动。该合成运动可W模拟各种状态下的自然风，例如直流风，旋风，倾斜风及各种组合 形式下的复杂风等。
[0085] D、本发明风桐设备加沙装置利用重力原理自然落沙，经第一、第二试验段混合，在 出风口处可形成均匀的挟风沙气流。通过控制进沙量，可W全面模拟自然条件下的各种沙 尘气流。运就为灌草丛野外科学试验提供了极大的便利。因为该沙尘气流条件完全可W由 人工控制实现。
[0086] E、本发明风桐设备的可调式支架结构，其高度可调，真正实现了离地测试，能够完 成对不同高度的整株沙柳灌丛的野外吹风试验。
[0087] F、本发明风桐设备能够提供完全由人工自动控制各种近自然风，从而避开自然风 随机、易变、不可重复等限制，并可重复多次提供相同流场的同一空气气流包括无沙和有 沙，运可W增加重复试验组，为科学研究提供大量真实、有效数据。 【【附图说明】】
[0088] 图1是本发明风桐设备整体结构示意图；
[0089] 图2是本发明风桐设备野外吹风试验示意图；
[0090] 图3是本发明风桐设备加沙装置5结构示意图；
[0091 ]图4是加沙装置伞状斜板5-3结构示意图。
[0092] 图5是本发明风桐设备摆动机构6结构示意图；
[0093] 图6是摆动机构扇形齿板6-4结构示意图；
[0094] 图中；
[00M] 1、动力段;2、过渡段;3、第一试验段;4、第二试验段；
[0096] 5、加沙装置;5-1、一级插板式控制机构;5-2、步进电机;5-3、伞状斜板；
[0097] 6、摆动机构;6-1、第一步进电机;6-2、第一小齿轮;6-3、大齿圈；6-4、扇形齿板;6- 5、第二步进电机;6-6、第二小齿轮;6-7、转动轴。 【【具体实施方式】】
[0098] 通过下述实施例将能够更好地理解本发明。
[0099] 实施例1:本发明的可移动式灌草丛野外测试风桐设备
[0100] 该风桐设备由动力段1、过渡段2、第一试验段3、第二试验段4、加沙装置5、摆动机 构6与底座支撑架组成；
[0101] 动力段1是由在圆形管内安装的电机功率3kw可控电机组与由它带动的具有轴流 式结构的风扇组成;过渡段2由圆形管与四方锥管连接而成，它的一端为圆形进风口，它的 另一段为四方锥管端，该四方锥管端与第一试验段3、第二试验段4依次串联连接;与第一试 验段3相连的过渡段2-端、第一试验段3与第二试验段4都是四方管;第一试验段3与第二试 验段4四方管下部是可拆卸式底板;第二试验段4四方管顶部与两侧设置长50cm、宽40cm的 透明有机玻璃观察窗口。动力段1