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艾拉维斯vs维戈塞尔塔: 一種乒乓球發送機沖擊裝置.pdf

摘要
申請專利號:

维戈塞尔塔vs皇家社会 www.vmyqew.com.cn CN201210252780.X

申請日:

20120720

公開號:

CN102743852A

公開日:

20121024

當前法律狀態:

有效性:

失效

法律詳情:
IPC分類號: A63B69/40,A63B67/04 主分類號: A63B69/40,A63B67/04
申請人: 蘇州大學
發明人: 肖瑩華,孫成峰,王傳洋,鐘康民
地址: 215123 江蘇省蘇州市蘇州工業園區仁愛路199號
優先權: CN201210252780A
專利代理機構: 蘇州創元專利商標事務所有限公司 代理人: 陶海鋒;陸金星
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法律狀態
申請(專利)號:

CN201210252780.X

授權公告號:

法律狀態公告日:

法律狀態類型:

摘要

本發明公開了一種乒乓球發送機沖擊裝置,包括電氣控制部分和沖擊裝置,沖擊裝置包括軛鐵、固設于軛鐵兩端的發送導管和后端蓋、固設于軛鐵內的電磁線圈;發送導管、后端蓋與電磁線圈所包圍形成的容腔內設有沖擊銜鐵;后端蓋上固定設有永磁鐵,沖擊銜鐵上固設有撞擊頭組件;所述電磁線圈具有至少2個繞組,且繞組的方向相同而電磁驅動力不同;所述永磁鐵的最大磁場強度,與所述電磁線圈所能夠產生的最大磁場強度相等。本發明不使用回位彈簧,沖擊、復位安全可靠,并利用電磁驅力和永磁助力疊加,使得沖擊銜鐵的輸出動能與沖量大幅度提高,結構簡單,相對體積小,且至少能夠對乒乓球輸出3種大小不同的沖量,能夠較好地模擬實際發球力大小的變化。

權利要求書

1.一種乒乓球發送機沖擊裝置,包括電氣控制部分和沖擊裝置,其特征在于:所述沖擊裝置包括軛鐵(1)、固設于軛鐵兩端的發送導管(2)和后端蓋(3)、固設于軛鐵內的電磁線圈(6);所述發送導管、后端蓋與電磁線圈所包圍形成的容腔內設有沖擊銜鐵(4);所述后端蓋上固定設有永磁鐵(7),所述沖擊銜鐵上固設有撞擊頭組件(5)。2.根據權利要求1所述的乒乓球發送機沖擊裝置,其特征在于:所述電磁線圈(6)具有至少2個繞組,且繞組的方向相同而電磁驅動力不同。3.根據權利要求1、2所述的乒乓球發送機沖擊裝置,其特征在于:所述永磁鐵(7)的最大磁場強度與所述電磁線圈(6)所能夠產生的最大磁場強度相等。

說明書

技術領域

本發明涉及一種乒乓球發送機沖擊裝置,屬于體育訓練的設備。

背景技術

目前,在體育訓練場館中一般都配備有乒乓球發送機以供球員練習。現有的乒乓球發送機沖擊裝置一般都是以電動機旋轉經復雜的機構變為不同角度發送乒乓球,其結構復雜,造價高。

針對上述問題,中國實用新型專利CN201668939U公開了一種乒乓球電磁發送機沖擊裝置,其外殼上設有銜鐵蓋,外殼內腔裝入電磁線圈,線圈內裝入銜鐵,銜鐵推桿固連在銜鐵上,回位彈簧套在銜鐵推桿上,再將設有中心孔的電磁鐵極靴裝入電磁鐵外殼內,發送導管連接在電磁鐵外殼上,銜鐵推桿前端裝有聚氨酯撞擊頭,乒乓球從發送導管上設有的乒乓球入口注入。工作時,給電磁線圈送入經調整后的脈沖電壓,線圈得電產生磁場而吸合銜鐵,推動銜鐵推桿和撞擊頭向前沖擊,將乒乓球射出;接著調整使得脈沖電壓為零,線圈失電、磁場消失,銜鐵在回位彈簧給作用下返回原位。下一個脈沖電壓過來時再進行發射,這樣即可周而復始按指令循環工作。

然而,實際應用中發現,上述乒乓球電磁發送機沖擊裝置存在如下問題:(1)?由于銜鐵推桿上套設有回位彈簧,在線圈得電產生磁場推動銜鐵推桿和撞擊頭向前沖擊時,回位彈簧的回復力為阻力,且由于彈簧回復力與其被壓縮量成正比,所以推動銜鐵推桿的力隨著推桿向前運動而越來越小,導致其向前運動的加速度越來越小,這顯然與實際需求相悖;(2)?由于回位彈簧的存在,銜鐵推桿和回位彈簧之間會存在摩擦力,因而該設備不僅會因摩擦而導致力損失,而且設備容易出現摩擦卡滯而不能復位,造成設備故障從而無法繼續工作;(3)沖擊銜鐵所受的驅動力,只是電磁線圈的電磁驅力,因而沖擊起始階段的加速度小,造成沖擊時的沖量相對較小,這勢必造成須要加大電磁線圈的尺寸規格,造成整個裝置體積趨于龐大;(4)?撞擊頭對乒乓球的沖擊力是固定的,不能較好地模擬實際發球力大小的變化。

以上缺陷,造成上述電磁式乒乓球發送機沖擊裝置難以推廣應用。

綜上所述,開發一種不使用回位彈簧,相對體積小,結構簡單,能夠較好地模擬實際發球力大小的變化,且沖擊、復位安全可靠的乒乓球發送機沖擊裝置,具有積極的現實意義。

發明內容

本發明的目的是提供相對體積小,結構簡單,能夠較好模擬實際發球力大小的變化,且沖擊、復位安全可靠的乒乓球發送機沖擊裝置。

為達到上述發明目的,本發明采用的技術方案是:一種乒乓球發送機沖擊裝置,包括電氣控制部分和沖擊裝置,所述沖擊裝置包括軛鐵、固設于軛鐵兩端的發送導管和后端蓋、固設于軛鐵內的電磁線圈;所述發送導管、后端蓋與電磁線圈所包圍形成的容腔內設有沖擊銜鐵;所述后端蓋上固定設有永磁鐵,所述沖擊銜鐵上固設有撞擊頭組件。

進一步的技術方案,所述電磁線圈具有至少2個繞組,且繞組的方向相同而電磁驅動力不同。

優選的,所述永磁鐵的最大磁場強度與所述電磁線圈所能夠產生的最大磁場強度相等。

對所述電磁線圈內交替通入正向電流和反向電流。正向電流的電磁場,對所述沖擊銜鐵施加向前的電磁驅力,并使所述沖擊銜鐵磁化后,其后端的極性與永磁鐵前端的極性相同,形成斥力。因此,當正向電流勵磁時,沖擊銜鐵除了受到電磁線圈產生的電磁驅力外,還受到永磁鐵的排斥力。在這2個力的合力的作用下,沖擊銜鐵加速向前運動,固設于其前端的撞擊頭組件的頭部,撞擊乒乓球,使乒乓球沿著發送導管快速運動,實現乒乓球的發射。反向電流的電磁場,對所述沖擊銜鐵施加向后的電磁驅力,并使所述沖擊銜鐵后端的極性與永磁鐵前端的極性相反,形成吸力,從而驅動沖擊銜鐵向后運動實現復位。

本發明的工作過程和受力分析如下所述:

在非運行狀態時,電磁線圈不通電,沖擊銜鐵不呈現磁性,沖擊銜鐵被永磁鐵吸附在最后端位置。

設永磁鐵前端為S極,后端為N極;當電控系統對電磁線圈通以正向勵磁電流時,設定沖擊銜鐵受到電磁線圈所施加的電磁驅動力方向向前,沖擊銜鐵被磁化為后端為S極,前端為N極;此時,沖擊銜鐵受到電磁線圈所施加的電磁驅動力F電磁和永磁鐵的排斥力F永磁,在上述2種力的共同作用下,沖擊銜鐵將帶動撞擊頭組件以較大的加速度向前運動產生沖擊力,以整體動能轉化為對乒乓球的沖量,完成乒乓球的發射。

撞擊頭組件頭部與乒乓球相接觸的一瞬間,乒乓球所受到的沖擊力為:

F沖擊=F電磁+F永磁+F動能

注意,此時F永磁已經減弱,主要轉化為F動能。

當電控系統對電磁線圈通以反向勵磁電流時,沖擊銜鐵受到電磁線圈所施加的電磁驅動力方向向后,沖擊銜鐵被磁化為后端為N極,前端為S極。此時,沖擊銜鐵受到電磁線圈所施加的向后電磁驅動力F電磁和永磁鐵的吸引力F永磁,在上述兩種力的共同作用下,沖擊銜鐵加速向后運動,運動停止后,切斷勵磁電流,沖擊銜鐵被永磁鐵吸附在行程最后端。此后,自動送球裝置(不在本發明范圍內)將下一只乒乓球送入發送導管,以準備下一次發球。

進一步的技術方案,所述電磁線圈具有至少2個方向相同但電磁驅動力不同的繞組,因而可以得到至少3種大小不同的電磁驅動力。例如繞組A單獨通電產生第1級電磁驅動力,繞組B單獨通電產生第2級電磁驅動力,繞組A和繞組B同時通電產生第3級電磁驅動力。.由于可以對電氣控制系統設計靈活多變的程序,來得到不同的電磁驅動力和沖擊力,所以能夠較好地模擬實際發球力大小的變化。

優選的,所述永磁鐵的最大磁場強度,與所述電磁線圈所能夠產生的最大磁場強度相等。根據作用力反作用力定律,在電磁線圈開始通以正向勵磁電流的一瞬間,永磁鐵對沖擊銜鐵的排斥力F永磁與沖擊銜鐵受到電磁線圈所施加的電磁驅動力F電磁相等。亦即,沖擊銜鐵在此一瞬間的總受力F總=F電磁+F永磁鐵=2F電磁。又根據加速度公式a=F/m,可知本發明相對于沒有永磁助力、采用彈簧復位的普通電磁乒乓球發送機沖擊裝置,加速度提高1倍以上。而加速度的提高意味著沖擊時速度的提高。再根據動能公式W=mv2/2與沖量公式I=Ft,可知本發明相對于沒有永磁助力的普通電磁乒乓球發送機沖擊裝置,沖擊速度、能量與沖量都有顯著提高。

由于上述技術方案運用,本發明與現有技術相比具有下列優點:

1.本發明由于不存在復位彈簧,不僅結構簡單,而且相對體積小。

2.本發明在后端蓋上固定設有永磁鐵,沖擊時利用同性相斥原理對沖擊銜鐵實現永磁助力,使得在電磁線圈參數相同的情況下,作用于沖擊銜鐵向前運動的合力增加,合力增加又同時使其向前運動的速度增加,因而其沖擊動能與沖量較大,故而在沖量要求一定的前提下,可以進一步縮小體積,節約材料。

3.由于本發明的電磁線圈具有至少2個方向相同但電磁驅動力不同的繞組,因而可以得到至少3種大小不同的電磁驅動力,亦即可以使銜鐵得到至少3種大小不同的沖量,所以能夠較好地模擬實際發球力大小的變化。

4.本發明在結構簡單的前提下,顯著提高了技術性能指標,而且制造成本低,工作安全可靠,適于推廣應用。

附圖說明

圖1~4是本發明實施例一種乒乓球發送機沖擊裝置的工作過程圖。

其中:1、軛鐵;2、發送導管;3、后端蓋;4、沖擊銜鐵;5、撞擊頭組件;6、電磁線圈;7、永磁鐵。

具體實施方式

下面結合附圖及實施例對本發明作進一步描述:

實施例一

參見圖1~4所示,一種乒乓球發送機沖擊裝置,包括電氣控制部分和沖擊裝置,所述沖擊裝置包括軛鐵1、固設于軛鐵兩端的發送導管2和后端蓋3、固設于軛鐵內的電磁線圈6;所述發送導管、后端蓋與電磁線圈所包圍形成的容腔內設有沖擊銜鐵4;所述后端蓋上固定設有永磁鐵7,所述沖擊銜鐵上固設有撞擊頭組件5。

進一步的技術方案,所述電磁線圈6具有至少2個繞組,且繞組的方向相同而電磁驅動力不同。

優選的,所述永磁鐵7的最大磁場強度,與所述電磁線圈6所能夠產生的最大磁場強度相等。

本發明的工作過程和受力分析如下所述:

在非運行狀態時,電磁線圈不通電,沖擊銜鐵不呈現磁性,沖擊銜鐵被永磁鐵吸附在后端位置,參見圖1所示;

參見圖2所示,設永磁鐵前端為S極,后端為N極;當電控系統對電磁線圈通以正向勵磁電流時,設定沖擊銜鐵受到電磁線圈所施加的電磁驅動力方向向前,并將沖擊銜鐵被磁化為后端為S極,前端為N極;此時,沖擊銜鐵受到電磁線圈所施加的電磁驅動力F電磁和永磁鐵的排斥力F永磁,在上述2種力的共同作用下,沖擊銜鐵將帶動撞擊頭組件以較大的加速度向前運動產生沖擊力,以整體動能轉化為對乒乓球的沖量,完成乒乓球的發射。

撞擊頭組件頭部與乒乓球相接觸的一瞬間,乒乓球所受到的沖擊力為:

F沖擊=F電磁+F永磁+F動能

注意,此時F永磁已經減弱,主要轉化為F動能。

參見圖3所示,沖擊銜鐵到達行程最前端,乒乓球脫離發送導管射出,同時切斷正向勵磁電流。

當電控系統對電磁線圈通以反向勵磁電流時,沖擊銜鐵受到電磁線圈所施加的電磁驅動力方向向后,沖擊銜鐵被磁化為后端為N極,前端為S極。此時,沖擊銜鐵受到電磁線圈所施加的向后電磁驅動力F電磁和永磁鐵的吸引力F永磁,在上述2種力的共同作用下,沖擊銜鐵加速向后運動,參見圖4所示。

向后運動停止并切斷反向勵磁電流,沖擊銜鐵被永磁鐵吸附在行程最后端,又回復到圖1所示位置。此后,自動送球裝置(不在本發明范圍內)將下一只乒乓球送入發送導管,以準備下一次發球。

進一步的技術方案,所述電磁線圈具有至少2個方向相同但電磁驅動力不同的繞組,因而可以得到至少3種大小不同的電磁驅動力。例如繞組A單獨通電產生第1級電磁驅動力,繞組B單獨通電產生第2級電磁驅動力,繞組A和繞組B同時通電產生第3級電磁驅動力。.可以對電氣控制系統設計靈活多變的程序,來得到不同的電磁驅動力和沖擊力,以較好地模擬實際發球力大小的變化。

優選的,所述永磁鐵7的最大磁場強度,與所述電磁線圈6所能夠產生的最大磁場強度相等。根據作用力反作用力定律,在電磁線圈開始通以正向勵磁電流的一瞬間,永磁鐵對沖擊銜鐵的排斥力F永磁與沖擊銜鐵受到電磁線圈所施加的電磁驅動力F電磁相等。亦即沖擊銜鐵在此一瞬間的總受力F總=F電磁+F永磁鐵=2F電磁。又根據加速度公式a=F/m,可知本發明相對于沒有永磁助力、采用彈簧復位的普通電磁乒乓球發送機沖擊裝置,加速度提高1倍以上。而加速度的提高意味著沖擊時速度的提高。再根據動能公式W=mv2/2與沖量公式I=Ft,可知本發明相對于沒有永磁助力的普通電磁乒乓球發送機沖擊裝置,沖擊速度、能量與沖量都有顯著提高。

以上僅為本發明具體實施方式的說明,不以任何形式對本發明做出限制。本技術領域的技術人員根據本發明提供的思路及總體方案設計出的相同或相近的方案,以及變更本發明的用途,如用于對其它球類的發射等等,均落入本發明的?;し段?。

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一種 乒乓球 發送機 沖擊 裝置
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