专利名称：一种足球场地足球反弹率测量装置的机械系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及足球场地足球反弹率测量技术，具体的，涉及一种足球场地足球反弹率测量装置的机械系统。
背景技术：
足球反弹率，即足球垂直自由落向场地表面后反弹的高度与开始下落高度的百分 t匕，是检测足球场地合格与否的一项重要指标，中华人民共和国国家标准《天然材料体育场地使用要求及检验方法》(GB/T 19995. 1-2005)对足球场地足球反弹率的计算方法做出了明确的规定。但迄今为止，国内对足球场地足球反弹率的测量仍采用传统的人工方式，对足球场地足球反弹率测量装置，特别是其机械系统研究很少，不能满足足球场地迅速发展的需求。
发明内容
本发明的目的在于提供一种足球场地足球反弹率测量装置的机械系统，该机械系统能够有效满足天然草坪和人工草坪足球场地足球反弹率测量的需要，具有性能可靠、结构简洁、操作方便等特点。本发明采用的技术方案是一种足球场地足球反弹率测量装置的机械系统，包括 底座；举升机构，安装在所述底座上，由结构相同的上、下举升组件组成，用于将足球和夹持机构推送到规定高度；夹持机构，安装在所述举升机构的顶部，用于足球的夹持和释放；测量支座，安装在所述底座上，其上部两侧装有测量用的传感器。进一步的，所述底座包括底板，其外侧四周设有四个螺钉安装孔，中部设有一个水平仪安装槽；四个地脚螺钉，分别安装在所述底板的四个螺钉安装孔内，位置可调；水平仪，安装在所述底板的水平仪安装槽内。通过观察水平仪并调整地脚螺钉，可使底座在足球场地的任何位置都能保证水平。进一步的，所述举升机构由结构相同的上、下举升组件组成，所述下举升组件安装在所述底座的底板中部，所述上举升组件安装在所述下举升组件的顶部，两个举升组件可同时举升，也可进行单独控制；
进一步的，所述结构相同的上、下举升组件均包括下固定座，呈短圆柱形，外侧均布四个支持轴孔，并设有减重槽和多个减重孔；上固定座，呈与所述下固定座等直径的短圆柱形，外侧均布四个与所述下固定座相对应的支撑轴孔、四个导向轴孔及相应的四组直线轴承安装孔；支撑轴，四个，两端分别固定在所述下固定座及所述上固定座的支撑轴孔内，其在所述下固定座一侧伸出IOmm ;移动座，呈与所述上、下固定座等直径的短圆柱形，外侧均布四个与所述上固定座相对应的导向轴孔以及四个与所述下固定座相对应的支撑轴孔，装配后可相对于所述上、下固定座直线移动；直线轴承，四个，中部设有圆柱孔形滑道，并分别通过螺钉固定在所述上固定座底部轴承安装孔处；导向轴，四个，一端分别固定在所述移动座的导向轴孔内，另一端分别伸入所述直线轴承的圆柱孔形滑道内，与所述直线轴承形成移动副；外壳，呈薄壁圆柱形，外侧设有加强筋以增加外壳的刚度，上、下端通过螺钉分别固定在所述上、下固定座上；上、下电动推杆支座，分别通过螺栓固定在所述下固定座和所述移动座的中部；电动推杆，上、下端通过销钉分别与所述上、下电动推杆支座铰接。电动推杆运动过程中，所述导向轴与所述直线轴承起导向作用，所述电动推杆仅承受轴向力，既保证了电动推杆运动的可靠性，又延长了其使用寿命。进一步的，所述夹持机构包括前、后连接板，结构相同，其两侧均设有轴孔，中部设有与所述上举升组件移动座支撑轴孔相对应的伸出轴，并通过该伸出轴安装在所述上举升组件的移动座上；左、右支撑轴，分别穿过所述前、后连接板两侧的轴孔，与所述前、后连接板形成移动副；夹持器前支板，两端设有夹持器轴孔，内侧设有支撑轴孔，并通过轴支座固定在所述支撑轴的一端；夹持器后支板，两端设有与所述夹持器前支板相对应的夹持器轴孔；左、右夹持器轴，两端分别穿过所述夹持器前支板和所述夹持器后支板的夹持器轴孔，并通过轴支座固定在所述夹持器前支板和所述夹持器后支板上；前、后夹持器，结构相同，分别通过两侧的轴孔套装在所述左、右夹持器轴上，与其形成移动副，并处于所述夹持器前支板和所述夹持器后支板之间，夹持器的形状及尺寸按照标准足球进行设计，保证足球的准确夹紧与松开；前、后电磁铁，分别通过螺钉固定在所述夹持器前支板和所述夹持器后支板的中部，用于控制夹持器松开；复位弹簧，四个，套装在左、右夹持器轴上，分别位于所述夹持器前支板、夹持器后支板与所述前、后夹持器之间，用于电磁铁失电后夹持器的复位；配重块，通过两侧的轴孔套装在所述左、右支撑轴的前端，与所述夹持器分列于所述举升机构的两侧，其位置相对于所述支撑轴可调，用于保证整个夹持机构的重心落在举升机构上，以减少举升机构承受的弯矩，提高运行平稳性。 进一步的，所述测量支座包括安装座，由相互垂直的两平板构成，两平板间另设有加强筋以提高刚度，并通过螺栓固定在所述底座的底板上；测量支架，通过螺栓固定在所述安装座上部，其伸出端设有传感器安装孔。测量支架及传感器的安装位置均可调，以满足多种情况下的测量需要。本发明具有以下优点
1、采用了模块化、便携式的设计思路，底座、上、下举升组件、夹持机构、测量支座均设计成独立部件，使用前只需进行简单操作就能组装成整机；
2、底座安装了水平仪，采用四个地脚螺钉支撑，便于调整；
3、举升机构由结构相同的上、下举升组件串接而成，两个组件既可单独动作，又可同时动作，可提供多种举升速度；
4、夹持机构位置相对于举升机构的距离可调；
5、测量支架及传感器的安装位置均可调。
图I为本发明的总体结构示意图2为本发明的底座结构不意图3为本发明的下举升组件结构示意图4为本发明的夹持机构结构示意图5为本发明的测量支座结构示意图。
附图标记说明
I-底座；2-举升机构；3_夹持机构；4_测量支座；11_底板；12_地脚螺钉；13_水平仪； 21-下固定座；22_上固定座；23_支撑轴；24_移动座；25_直线轴承；26_导向轴；27_电动推杆支座；28_电动推杆；29_外壳；31_连接板；32_支撑轴；33_夹持器前支板；34_夹持器后支板；35_夹持器轴；36夹持器；37_电磁铁；38_复位弹簧；39_配重块；41_安装座； 42-测量支架；43-传感器。
具体实施例方式下面通过附图和实例，对本发明做进一步的详细描述。如图1-5所示，本发明包括底座I ;举升机构2，安装在底座I上，由结构相同的上、下举升组件组成；夹持机构3，安装在举升机构2的顶部；测量支座4，安装在底座上1， 其上部一侧装有测量用的传感器43。其中，底座I包括底板11，其外侧四周设有四个螺钉安装孔，中部设有一个水平仪安装槽；四个地脚螺钉12，分别安装在底板11的四个螺钉安装孔内，位置可调；水平仪 13，安装在底板11的水平仪安装槽内。 其中，举升机构2由结构相同的上、下举升组件组成，下举升组件安装在所述底座 I的底板11中部，上举升组件安装在所述下举升组件的顶部。其中，上、下举升组件均包括下固定座21，呈短圆柱形，外侧均布四个支持轴孔， 并设有减重槽和多个减重孔；上固定座22，呈与下固定座21等直径的短圆柱形，外侧均布四个与下固定座21相对应的支撑轴孔、四个导向轴孔及相应的四组直线轴承安装孔；支撑轴23，四个，两端分别固定在下固定座21及上固定座22的支撑轴孔内，其在下固定座一侧伸出IOmm ;移动座24，呈与上、下固定座21、22等直径的短圆柱形，外侧均布四个与上固定座22相对应的导向轴孔以及四个与下固定座21相对应的支撑轴孔，装配后可相对于上、下固定座21、22直线移动；直线轴承25，四个，中部设有圆柱孔形滑道，并分别通过螺钉固定在上固定座22底部轴承安装孔处；导向轴26，四个，一端分别固定在移动座24的导向轴孔内，另一端分别伸入直线轴承25的圆柱孔形滑道内，与直线轴承25形成移动副；上、下电动推杆支座27，分别通过螺栓固定在下固定座21和移动座24的中部；电动推杆28，上、下端通过销钉分别与上、下电动推杆支座27铰接；外壳29，呈薄壁圆柱形，外侧设有加强筋，上、 下端通过螺钉分别固定在上、下固定座21、22上。其中，夹持机构3包括前、后连接板31，结构相同，其两侧均设有轴孔，中部设有与上举升组件移动座24支撑轴孔相对应的伸出轴，并通过该伸出轴安装在所述上举升组件的移动座24上；左、右支撑轴32,分别穿过前、后连接板31两侧的轴孔,与前、后连接板 31形成移动副；夹持器前支板33，两端设有夹持器轴孔，内侧设有支撑轴孔，并通过轴支座固定在支撑轴32的一端；夹持器后支板34，两端设有与夹持器前支板33相对应的夹持器轴孔；左、右夹持器轴35，两端分别穿过夹持器前支板33和夹持器后支板34的夹持器轴孔，并通过轴支座固定在夹持器前支板33和夹持器后支板34上；前、后夹持器36，结构相同，分别通过两侧的轴孔套装在左、右夹持器轴35上，与其形成移动副，并处于夹持器前支板33和夹持器后支板34之间；前、后电磁铁37，分别通过螺钉固定在夹持器前支板33和夹持器后支板34的中部；复位弹簧38，共四个，套装在左、右夹持器轴35上，分别位于夹持器前支板33、夹持器后支板34与前、后夹持器36之间；配重块39，通过两侧的轴孔套装在左、右支撑轴32的前端，与夹持器36分列于举升机构2的两侧，其位置相对于支撑轴32可调。其中，测量支座4包括安装座41，由相互垂直的两平板构成，两平板间另设有加强筋，通过螺栓固定在所述底座I的底板11上；测量支架42，通过螺栓固定在所述安装座 41上部，其伸出端设有多个传感器安装孔。本发明使用时的具体步骤是
1、将底座I、下举升组件、上举升组件、夹持机构3、测量支座4组装成整机；
2、调整底座I水平；
3、将足球放在夹持器36上夹紧；
4、控制举升机构2的电动推杆28伸出，将足球及夹持机构3推送到规定高度3米处；
5、给电磁铁37通电,夹持器36张开,足球垂直自由落下；
6、位于测量支座4中的测量支架42上的传感器测量出足球反弹的最大高度，根据测量算法计算出足球反弹率；
7、电磁铁37断电，夹持器36在复位弹簧38的作用下复位；
8、控制举升机构2的电动推杆28缩回，夹持机构3恢复初始状态，等待下次测量。
权利要求
1.一种足球场地足球反弹率测量装置的机械系统，其特征在于，包括底座；举升机构，安装在所述底座上，由结构相同的上、下举升组件组成；夹持机构，安装在所述举升机构的顶部；测量支座，安装在所述底座上，其上部两侧装有测量用的传感器。
2.根据权利要求I所述的一种足球场地足球反弹率测量装置的机械系统，其特征在于，所述底座包括底板，其外侧四周设有四个螺钉安装孔，中部设有一个水平仪安装槽；四个地脚螺钉，分别安装在所述底板的四个螺钉安装孔内，安装高度可调；水平仪，安装在所述底板的水平仪安装槽内。
3.根据权利要求I所述的一种足球场地足球反弹率测量装置的机械系统，其特征在于，所述举升机构由结构相同的上、下举升组件组成，下举升组件安装在所述底座的底板中部，上举升组件安装在所述下举升组件的顶部。
4.根据权利要求3所述的一种足球场地足球反弹率测量装置的机械系统，其特征在于，所述结构相同的上、下举升组件均包括下固定座，呈短圆柱形，外侧均布四个支持轴孔，并设有减重槽和多个减重孔；上固定座，呈与所述下固定座等直径的短圆柱形，外侧均布四个与所述下固定座相对应的支撑轴孔、四个导向轴孔及相应的四组直线轴承安装孔；支撑轴，四个，两端分别固定在所述下固定座及所述上固定座的支撑轴孔内，其在所述下固定座一侧伸出IOmm ；移动座，呈与所述上、下固定座等直径的短圆柱形，外侧均布四个与所述上固定座相对应的导向轴孔以及四个与所述下固定座相对应的支撑轴孔，装配后可相对于所述上、下固定座直线移动；直线轴承，四个，中部设有圆柱孔形滑道，并分别通过螺钉固定在所述上固定座底部轴承安装孔处；导向轴，四个，一端分别固定在所述移动座的导向轴孔内，另一端分别伸入所述直线轴承的圆柱孔形滑道内，与所述直线轴承形成移动副；上、下电动推杆支座，分别通过螺栓固定在所述下固定座和所述移动座的中部；电动推杆，上、下端通过销钉分别与所述上、下电动推杆支座铰接；外壳，呈薄壁圆柱形，外侧设有加强筋，上、下端通过螺钉分别固定在所述上、下固定座上。
5.根据权利要求I所述的一种足球场地足球反弹率测量装置的机械系统，其特征在于，所述夹持机构包括前、后连接板，结构相同，其两侧均设有轴孔，中部设有与所述上举升组件移动座支撑轴孔相对应的伸出轴，并通过该伸出轴安装在所述上举升组件的移动座上；左、右支撑轴，分别穿过所述前、后连接板两侧的轴孔，与所述前、后连接板形成移动副。夹持器前支板，两端设有夹持器轴孔，内侧设有支撑轴孔，并通过轴支座固定在所述支撑轴的一端；夹持器后支板，两端设有与所述夹持器前支板相对应的夹持器轴孔；左、右夹持器轴，两端分别穿过所述夹持器前支板和所述夹持器后支板的夹持器轴孔， 并通过轴支座固定在所述夹持器前支板和所述夹持器后支板上；前、后夹持器，结构相同，分别通过两侧的轴孔套装在所述左、右夹持器轴上，与其形成移动副，并处于所述夹持器前支板和所述夹持器后支板之间；前、后电磁铁，分别通过螺钉固定在所述夹持器前支板和所述夹持器后支板的中部；复位弹簧，四个，套装在所述左、右夹持器轴上，分别位于所述夹持器前支板、夹持器后支板与所述前、后夹持器之间；配重块，通过两侧的轴孔套装在所述左、右支撑轴的前端，与所述夹持器分列于所述举升机构的两侧，其位置相对于所述支撑轴可调。
6.根据权利要求I所述的一种足球场地足球反弹率测量装置的机械系统，其特征在于，所述测量支座包括安装座，由相互垂直的两平板构成，两平板间另设有加强筋，通过螺栓固定在所述底座的底板上；测量支架，通过螺栓固定在所述安装座上部，其伸出端设有传感器安装孔。
全文摘要
本发明涉及一种足球场地足球反弹率测量装置的机械系统，其主要由底座、举升机构、夹持机构和测量支座四部分构成；所述举升机构安装在所述底座上，由结构相同的上、下举升组件组成，用于将足球和夹持机构推送到规定高度；所述夹持机构安装在所述举升机构的顶部，用于足球的夹持和释放；所述测量支座安装在所述底座上，其上部两侧装有测量用的传感器。该发明能够有效满足各种足球场地球反弹率测量的需要，具有性能可靠、结构简洁、操作方便等特点。
文档编号G01N19/00GK102706797SQ20121018625
公开日2012年10月3日 申请日期2012年6月8日 优先权日2012年6月8日
发明者包春江, 孙群, 王锋波, 赵栋杰, 陈峥峰, 陈林林, 魏衍侠 申请人:聊城大学