一种网球训练的制造方法
【专利摘要】本发明涉及一种网球训练机及该训练机的训练方法，该装置经拾球系统、转向系统、击球系统及集球系统的相互配合，其中转向系统包括不规则凸轮转动轴，击球系统包括不完全齿轮，集球系统包括运球装置，所述的不规则凸轮转动轴与电动机主轴相连，不完全齿轮通过皮带与电动机主轴相连，运球装置与电动机主轴相连。结构简单，使发射筒能不规则随机转动，保证了网球被抛出的频率和速度，推动装置时便可自动将地面的网球收集起来，具有较强的训练仿真性，使训练效果更好。
【专利说明】—种网球训练机
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种网球训练机及该训练机的训练方法，该装置经拾球系统、转向系统、击球系统及集球系统的相互配合，完成抛球、捡球的动作，实现仿真性。
【背景技术】
[0002]起源于法国的网球现在成为了全世界最流行的球类运动之一，深受户外运动人士的喜爱。网球运动发展迅猛，深受广大学生的欢迎，很多高校的体育院系已经开设了网球专业，并且也成为了公共体育选修课之一。网球专业学生和公共体育课学生在训练时，一般需要至少一名陪练，往往由于缺少陪练人员，或者陪练的发球力度、角度、远近距离及球的旋转等技术发挥不稳定，而导致训练效果欠佳。为了解决这两大难题，设计了一种既经济又实用的发球器，让更多的学生及网球爱好者能更舒适、更有效的进行多球练习。
[0003]但事实上，作为一个对抗性的运动，当你只有一个人的时候，或许也只能徒唤奈何了，而我们的这个网球训练机的设想，便是为了应对这种情况而产生的。
【发明内容】
[0004]本发明的目的在于提供一种网球训练机，此装置可以实现抛出球角度的随机性变化，具有较高的训练仿真性，推动该装置能够实现对场地上网球的收集，收集之后还能自动送到上部的集球箱内供训练使用，具体为:
一种网球训练机，包括拾球系统,转向系统,击球系统和集球系统,转向系统包括不规则凸轮转动轴，击球系统包括不完全齿轮，集球系统包括运球装置，所述的不规则凸轮转动轴与电动机主轴相连，不完全齿轮通过皮带与电动机主轴相连，运球装置与电动机主轴相连。
[0005]所述的拾球系统还包括车轮、与车轮中心连接的轮轴，轮轴通过连杆及与连杆相连的转轴与曲面状三叶轮连接，所述的车轮中心设置在坡度台上，所述的训练机前后各设置一个拾球系统。
[0006]所述的转向系统还包括滚子推杆，所述的滚子推杆一侧与滑块相连，另一侧与不规则凸轮相连，滑块设置在通道内，滑块另一端经弹簧固定在橡胶管道上，橡胶管道顶部设置发射筒，发射筒与滑块之间通过空间球面铰链连接，所述的橡胶管道为有弹性的橡胶材料。
[0007]所述的击球系统由蓄电池提供动力，所述的不完全齿轮由有齿部分及无齿部分，所述的有齿部分和无齿部分在圆周上对称分布。所述的击球系统还包括弹簧装置，所述的弹簧装置设置在通道里，弹簧一侧与可移动的碰撞头相连，另一侧与固定的挡板相连，通道下面设置有直齿条，碰撞头与伸出通道下部的直齿条相连。所述的直齿条上的齿与不完全齿轮上的齿相啮合，所述的碰撞头为有弹性的橡胶材料。
[0008]所述的集球系统还包括斗状集球装置及底盘，所述的斗状集球装置出口的直径大于网球直径5-8mm，所述的运球装置可绕轴转动，且运球装置上均匀分布三个勺状盛球装置，该勺状盛球装置通过连接杆固定在运球装置上。
[0009]本发明的另一目的在于提供一种网球训练机的训练方法，包括以下步骤:
I)击球:训练时，打开开关电动机主轴转动，通过皮带带动不完全齿轮转动，当有齿的部分转动到上部时，与通道下部的直齿条相啮合，弹簧被向右压缩。网球从存球箱中下落到通道中。当又转过一个角度后，没有齿的部分转到上部，弹簧不收压力，会恢复形变。此时，碰撞头高速冲击网球，将其击打出去。网球顺着通道进入发射筒内。
[0010]2)转向:发射筒的下部与装置的外壳铰链连接，右端通过有弹性的橡胶管道相连，可以实现上下左右全方位摆动。轮廓不规则凸轮转动时带动滚子推杆和滑块不规律运动，滑块通过空间球面副和连杆带动发射筒不规律摆动，从而实现网球经过发射筒时被无规律抛出，实现较好的仿真性训练。
[0011]3)拾球:推动装置移动时，车轮滚动，带动轮轴转动，通过网球训练机装置后的转动曲柄摇杆，带动三页形拾球装置转动，将地面上的网球收集到装置底盘中。由于装置的前后都安置有拾球机构，无论装置前进或后退都能实现拾球。
[0012]4)集球:装置底盘上的收集盒底部较低，使网球都集中在下部。中部的转盘转动时，其边缘的勺状盛球装置在到达底部时会将球舀起，当转到上部时，球从该结构中落下。由于装置上部斗状集球装置上开有形状特殊的口，能够保证网球顺利掉入集球斗中。
[0013]采用上述网球训练机及方法训练方法具有以下优异效果:
1.采用轮廓不规则的凸轮滚子推杆结构带动发射筒转动，结构简单，使发射筒能不规则随机转动。
[0014]2.使用不完全齿轮与齿条配合结构，劲度系数较大的弹簧蓄能，保证了网球被抛出的频率和速度。
[0015]3.采用三页形的拾球装置，无需其他外力，推动装置时便可自动将地面的网球收集起来，使用更加方便，并且节能。
[0016]4.网球能自动被从底部运送至底部，使用更加简单方便。
[0017]5.发射筒的多角度变化，调节网球抛出的角度和高度，具有较强的训练仿真性，使训练效果更好。
[0018]本产品针对性很强，需求量也较大，使用效果较好。另外，此产品整体设计比较巧妙，可在室外使用，使用比较方便容易，人的工作量也比较少。而目前市场上出现的同类产品比较少，所以此产品的应用前景比较广阔。
【专利附图】
【附图说明】
[0019]图1为网球训练机的整体结构示意图。
[0020]图2为拾球系统结构示意图。
[0021]图3为转向系统结构示意图。
[0022]图4为击球系统结构示意图。
[0023]图5为集球系统结构不意图。
[0024]图6为斗状集球装置结构示意图。
[0025]图7为球场及网球训练机在球场的位置。【具体实施方式】
[0026]实施例1
一种网球训练机,包括拾球系统1，转向系统2,击球系统3和集球系统4,转向系统2包括不规则凸轮转动轴11，击球系统包括不完全齿轮19，集球系统包括运球装置24，所述的不规则凸轮转动轴11与电动机主轴相连，不完全齿轮19通过皮带与电动机主轴相连，运球装置24与电动机主轴相连。
[0027]所述的拾球系统I还包括车轮5、与车轮5中心连接的轮轴6，轮轴6通过连杆7及与连杆7相连的转轴8与曲面状三叶轮9连接，所述的车轮5中心设置在坡度台10上，所述的训练机前后各设置一个拾球系统I。
[0028]所述的转向系统2还包括滚子推杆12，所述的滚子推杆12 —侧与滑块13相连，另一侧与不规则凸轮11相连，滑块13设置在通道14-1内，滑块13另一端经弹簧15固定在橡胶管道16上，橡胶管道16顶部设置发射筒17，发射筒17与滑块13之间通过空间球面铰链18连接。
[0029]所述的击球系统3由蓄电池提供动力，所述的不完全齿轮19由有齿部分及无齿部分，所述的有齿部分和无齿部分在圆周上对称分布。
[0030]所述的击球系统3还包括弹簧装置20，所述的弹簧装置20设置在通道14-2里，弹簧装置20 —侧与可移动的碰撞头21相连，另一侧与固定的挡板22相连，通道14-2下面设置有直齿条23，碰撞头21与伸出通道14-2下部的直齿条23相连。
[0031]所示的直齿条23上的齿与不完全齿轮19上的齿相啮合。
[0032]所示的橡胶管道16与碰撞头21为有弹性的橡胶材料。
[0033]所述的集球系统4还包括斗状集球装置25及底盘26，所述的斗状集球装置25出口的直径大于网球直径5-8mm，所述的运球装置24可绕轴转动，且运球装置24上均匀分布三个勺状盛球装置27，该勺状盛球装置27通过连接杆28固定在运球装置24上。
[0034]实际中使用的网球网两端高1070mm,中央高914mm。为了使用方便且能保证使用效果，设定装置的整体尺寸为600*550*1000mm。网球直径65mm，为了保证网球在通道中顺利运动，故我们设定通道的直径为70mm。
[0035]不完全齿轮与齿条啮合，齿的模数为m =IOmm,分度圆直径为d=300mm，一边设置6个齿。训练时每3s击打一次球比较适宜，所以设定击球系统的周期为T=3S，电动机主轴与击球的频率相同，设定电动机转速为n=20r/min。
[0036]运动分析和弹簧弹性系数的计算:
网球通过球网所需数据
网球的重量约为0.06kg，标准网球场地尺寸:22.77m (长)X8.23m (宽)，网球网中心上沿距地面为0.914m。网球被抛出后到达的高度约1.25m。
[0037]发球位置及球速确定 水平方向:L=Vx*t ；
竖直方向:Η=1.25-0.5*g*t~2 ；
H=O 则 t=0.505s ；
球落到网高的时间 H=0.914 则 t=0.262s。[0038]本网球训练机设置了左右摇摆机构，所以机构发球时应位于球场中线处，如图7所示，其中A为球场，B为网球训练机。
[0039]( I)网球训练机到网的距离:
一般的网球球速为2(T25m/s，现在取发球速度为20m/s ；
网球顺利通过球网且不超出网球场范围的条件:
当网球左右摇摆到最大角度可以通过网时，其他的地方也可以成功； 所以计算当网球左右摇摆到最大角度刚好擦网而过且不超出网球场范围的数据； L=l/1.93*0.505*20=5.23 ；
所以确定发球机到网的距离为5.23m。
[0040](2)计算最大球速:
V= (L+22.77/2) / 0.505=32.2m/s。
[0041]弹性系数的计算
已知网球质量m=0.06kg,被击出时的速度为V =32.2m/s,则最少需要提供的动能为E=l/2*m*v~2=31.1J。
[0042]当不完全齿轮转过6个齿，弹簧被压缩长度约为1=6/30*3.14*d=188.2mm,设弹性系数为 k，则有 l/2*k*l~2=E=31.1J，算得约为 k=1760N/M。
【权利要求】
1.一种网球训练机，包括拾球系统(I)，转向系统(2),击球系统(3)和集球系统(4),其特征在于，转向系统(2)包括不规则凸轮转动轴(11)，击球系统包括不完全齿轮(19)，集球系统包括运球装置(24)，所述的不规则凸轮转动轴(11)与电动机主轴相连，不完全齿轮(19)通过皮带与电动机主轴相连，运球装置(24)与电动机主轴相连。
2.根据权利要求1所述的网球训练机，其特征在于，所述的拾球系统(I)还包括车轮(5)、与车轮(5)中心连接的轮轴(6)，轮轴(6)通过连杆(7)及与连杆(7)相连的转轴(8)与曲面状三叶轮(9)连接，所述的车轮(5)中心设置在坡度台(10)上，所述的训练机前后各设置一个拾球系统(I)。
3.根据权利要求1所述的网球训练机，其特征在于，所述的转向系统(2)还包括滚子推杆(12)，所述的滚子推杆(12)—侧与滑块(13)相连，另一侧与不规则凸轮(11)相连，滑块(13)设置在通道(14-1)内，滑块(13)另一端经弹簧(15)固定在橡胶管道(16)上，橡胶管道(16)顶部设置发射筒(17)，发射筒(17)与滑块(13)之间通过空间球面铰链(18)连接。
4.根据权利要求1所述的网球训练机，其特征在于，所述的击球系统(3)由蓄电池提供动力，所述的不完全齿轮(19)由有齿部分及无齿部分，所述的有齿部分和无齿部分在圆周上对称分布。
5.根据权利要求1所述的网球训练机，其特征在于，所述的击球系统(3)还包括弹簧装置(20)，所述的弹簧装置(20)设置在通道(14-2)里，弹簧装置(20)—侧与可移动的碰撞头(21)相连，另一侧与固定的挡板(22)相连，通道(14-2)下面设置有直齿条(23)，碰撞头(21)与伸出通道(14-2)下部的直齿条(23)相连。
6.根据权利要求5所述的网球训练机，其特征在于，直齿条(23)上的齿与不完全齿轮(19)上的齿相啮合。
7.根据权利要求3或5所述的网球训练机，其特征在于，橡胶管道(16)与碰撞头(21)为有弹性的橡胶材料。
8.根据权利要求1所述的网球训练机，其特征在于，所述的集球系统(4)还包括斗状集球装置(25 )及底盘(26 )，所述的斗状集球装置(25 )出口的直径大于网球直径5-8_，所述的运球装置(24)可绕轴转动，且运球装置(24)上均匀分布三个勺状盛球装置(27)，该勺状盛球装置(27 )通过连接杆(28 )固定在运球装置(24 )上。
9.一种网球训练机的训练方法，包括以下步骤: 1)打开开关，电动机主轴转动，通过皮带带动不完全齿轮转动，当有齿的部分转动到与通道下部的直齿条相啮合，弹簧被向右压缩，网球从存球箱中下落到通道中，当又转过一个角度后，没有齿的部分转到上部，弹簧不受压力，恢复形变，碰撞头高速冲击网球，并将球其击打出去，网球顺着通道进入发射筒内； 2)电动机主轴转动带动不规则凸轮转动时，同时带动滚子推杆和滑块不规律运动，滑块通过空间球面铰链连杆带动发射筒不规律摆动，网球经过发射筒时被无规律抛出； 3)推动装置移动时，车轮滚动，带动轮轴转动，通过曲柄摇杆结构，带动三页形拾球装置转动，将地面上的网球收集到装置底部的收集盒中，所述训练机前进或后退都能实现拾球； 4)当网球收集到训练机底盘内时，运球装置的转盘转动时，其边缘的勺状盛球装置到达底部时会将球S起，当转到上部时，球从勺状盛球装置中落下，并送至斗状集球装置内。
10.根据权利要求1所述的网球训练机的训练方法，其特征在于，电动机转速为20_30r/min 。
【文档编号】A63B69/38GK103585748SQ201310591324
【公开日】2014年2月19日 申请日期:2013年11月22日 优先权日:2013年11月22日
【发明者】鲁君成, 张坦, 丁迷, 周超 申请人:三峡大学