Устройство для выбрасывания мячей Советский патент 1987 года по МПК A63B69/38 

1

Изобретение относится к устройствам для выбрасывания мячей, например, теннисных, футбольных, волейбольных, хоккейных, по заданной программе с заданной частотой, начальной скоростью и направлением выброса и может быть использовано в спортивной практике с целью повышения эффективности тренировок теннисистовj .футболистов, хоккеистов.

Известно устройство, имеющее вращающийся молоток, приводимый в движение от равномерно вращающегося привода с кривошипом. За счет исполь- зования мощных пружин и обгонных муфт молоток заставляют вращаться неравномерно и совершать ударное движение. Причем наибольшая скорость молотка достигается тогда, когда он встреча- ется с бросаемым мячом, подаваемым из бункера той или иной конструкции в зону действия молотка. Частота вращения вала с кривошипом равна частоте выбрасывания мячей. Это требует использования силового редуктора ij

Использование мощных пружин, обгонной муфты и силового редуктора усложняет конструкцию, делает ее громоздкой и тяжелой. Кроме того, движение молотка с большим ускорением приводит к сильным сотрясениям устройства и создает дополнительный шум.

Известно устройство, в котором ударяющий молоток расположен на поворотном столе, а точка удара по мячу может изменяться при перемещении .специальных салазок, на которые предварительно устанавливается мяч пе- ред ударом 2.

Такие особенности устройства позволяют в достаточно широких пределах изменять направление вылета единичного мяча только при маятникообраз- ном движении молотка.

Однако это техническое решение предполагает предварительную ручную установку единичного (конкретно футбольного) мяча с последующим его выбросом молотком, который движется под действием пружины с предельной скоростью. При этом с изменением положения салазок будут одновременно изменяться и угол вылета и степень закрутки мяча. Это не позволяет выбрасывать мячи под различными углами к горизонту без их закрутки, что часто необходимо.

62

Известно устройство, содержащее основание (раму), уравновешенный молоток, равномерно вращающийся на горизонтальном валу, приводимом во вращение от двигателя, сепаратор для мячей с вертикальньм патрубком для на- правления мячей, из которого мячи через специальный дисковый питатель под действием силы тяжести попадают в зону движения молотка, ударяются им и выбрасываются Гз}.

Существенной особенностью устройства является то, что патрубок для направления мячей и питатель находятся над верхней частью траектории вращающегося молотка в той же плоскости, в которой расположена траектория движения молотка. Именно такое взаимное расположение патрубка, питателя и траектории движения молотка позволяет вводить мяч в зону удара под действием силы тяжести путем его свободного падения в зону удара.

Большим преимуществом этого устройства является использование равномерно вращающегося молотка (ударника) , что упрощает и облегчает конструкцию и существенно уменьшает шум и вибрации. Однако использование питателя, работающего под действием силы тяжести, усложняет синхронизацию подачи мяча под удар молотка и не позволяет работать в широком диапазоне частот вращения молотка и начальных скоростей мяча. Требуется постоянное наблюдение за показаниями спидометра и соответствующая регулировка частоты вращения молотка, чтобы обеспечить синхронизацию движения молотка и момента удара по мячу, падающему под действием силы тяжести.

Основной причиной трудности синхронизации момента удара по мячу является недостаточная величина ускорения силы тяжести, обеспечивающей движение мяча в зону удара. Поэтому при увеличении частоты вращения молотка (при попытке повысить начальнзгю скорость выброса мяча) мяч, падая под действием силы тяжести, не успевает занять положение для эффективного удара вращающимся молотком. Молоток лишь будет касаться нижней части падающего мяча, что делает удары нестабильными. Другим недостатком этого устройства является невозможность его работы по заданной программе в

автоматическом режиме и его громоздкость.

Известно также устройство для вырасывания мячей, содержащее смонтирванные на основании бункер для мяче с сепаратором, установленный под выходным окном бункера с возможностью перпендикулярного к нему перемещения толкатель мячей к ударнику, установленному с возможностью вращени в вертикальной плоскости от привода вал которого через синхронизирующий механизм кинематически соединен с толкателем Г.

Известное устройство не обеспечивает, подачи мяча под удар молотка в строго заданный момент времени, когда движущийся молоток находится в удобном для удара положения, так как контакт замыкается при каждом взаимодействии контакта с кулачком, т.е. при каждом обороте вала. Введение дополнительного реле времени также не обеспечивает строгой синхронизации момента ввода мяча под удар, так как не исключается возможность неполного срабатывания электромагнита.

Цель изобретения - повьшение надежности путем обеспечения точности подачи мяча к ударнику.

Поставленная цель достигается тем что устройство для выбрасывания мячей, содержащее смонтированные на основании бункер для мячей с сепаратором, установленный под выходным окном бункера с возможностью перпендикулярного к нему перемещения толкатель мячей к ударнику, установленному с возможностью вращения в вертикальной плоскости от привода, вал которого через синхронизирующий механизм кинематически соединен с толкателем, снабжено направителем, смонтированным под выходным окном бункера и имеющим прорезь для прохода ударника и мяча при выбросе, ограничитель для мячей, расположённый на направителе за ударриком, при этом толкатель размещен в направителе.

Устройство имеет корпус, смонтированный на основании на поворотной вертикальной вилке, плечи которой установлены на приводном валу с возможностью качения.

Синхронизирующий механизм включает кривошип, палец которого связан с толкателем через трособлочную сис42516

тему, подпружиненный сухарь, установленный на плече кривошипа перпендикулярно к его оси вращения, упор . для взаимодействия с сухарем и выступ, закрепленный на ударнике параллельно оси его вращения для взаимодействия с сухарем.

На фиг.1 - показано устройство, 1Q разрез, по оси вала молотка; на

фиг.2-- тр же, вид сбоку; на фиг.З - вариант выполнения толкателя (в де поршня) с ИСПОЛНИТЕЛЬНЫМ механизмом, выполненным в виде линейного 15 электромагнитного привода; на фиг.4- вариант выполнения толкателя в виде поворотной пластины.

Устройство для выбрасывания мячей (фиг.1) содержит основание 1, привод 20 2 с регулятором 3 частоты вращения. Привод 2 приводит во вращение поворотный вал 4 с диском 5, на котором смонтирован ударник 6 и уравновешива- ЮЩ1-Ш противовес 7.

25 На основании I смонтирована вилка 8.Плечи вилки 8 установлены на приводном валу 4 с возможностью качания. На вилке 8 закреплен корпус 9. На корпусе 9 установлен редуктор 10. 30 Шестерни II и. 12 служат для передачи вращения от вала 4 к редуктору 10. В корпусе 9 смонтирован бункер 13 для мячей с сепаратором -14. Под выходным окном 15 бункера 13 уста- 2g -новлен с возможностью перпендикулярного к нему перемещения толкатель 16 мячей к ударнику 6. Ударник 6 ус- тановлен с возможностью вращения в вертикальной плоскости от привода 2. 0 Под выходным окном 15 бункера 13 смонтирован направитель 17. Напра- витель 17 имеет прорезь 18 для прохода ударника 6 и мяча при выбросе. На направителе 17 за ударником 6 рас- 5 положен ограничитель 19 для мячей.

Толкатель 16 имеет козырек 20 (фиг.4) и подпружинен пружиной 21, одетой на ось 22 толкателя.

Толкатель может быть выполнен в 0 виде поршня 23 (фиг.З) и соединен щтоком 24 с исполнительным механизмом 25, генератором 26 периодических импульсов и магнитным датчиком 27. Синхронизирующий механизм вклю- 5 чает кривошип 28, палец 29 которого связан с толкателем 16 через трособлочную систему, гибкая связь 30 которой через блоки 31 и 32 соединена со втулкой 33, одетой на палец 29

кривошипа 28. Сухарь 34 подпружинен пружиной 35 и расположен в канале 36 кривошипа 28 перпендикулярно к оси 37 его вращения. Упор 38 и выступ 39, закрепленньп на диске 5 ударника 6, взаимодействуют с сухарем 34. Кривошип 28 и ось вращения 37 имеют выступы 40 и 4. Вилка 8 смонтирована на валу 4 в подшипниках 42

Программное устройство кулачкового или другого типов известной конструкции выполнено в одном корпусе с редуктором 10. Программное устройство (фиг.1) линиями связи I - V связано с основанием 1 (линия связи I), с вилкой 8 (линия связи II), с регулятором 43 частоты вращения привода (линия связи III), с регулятором частоты вращения крив.оши- ла 28 (линия связи IV), с роликами 44 и 45 для закрутки мячей, поворотной рамкой 46 (линия связи V). Это позволяет изменять скорость мяча, частоту его выброса, степень и направление вращения мяча, горизонтальный и вертикальный углы выбросов Линии связи I-V представляют собой, например, тросы, заключенные в гибкие кожухи. При перемещении одного из концов троса от программного устройства перемещается второй конец троса, связанный с управляемым рычагом. Вертикальная ось 47 вилки В установлена в подшипниковом узле 48, связанном с основанием 1. Вилка 8 вместе с корпусом 9 и всеми связанными с ними узлами может поворачиваться на заданный угол также вокруг вертикальной оси. Для придания мячам вращения рамка с роликами 44 и 45 смонтирована на оси 49 (фиг.2). Подшипники 50 служит для установки вала 4 .

Устройство для выбрасьшания мячей работает следующим образом.

Ударник 6 вращается с постоянной частотой, регулируемой регулято- ром 3 частоты вращения. При достижении заданной частоты вращения, которая зависит от положения задатчика, связанного связью III с программным устройством, управляющи контакт регулятора 3 разомкнется и отключит привод 2, а при уменьшении частоты вращения контакт снова замкнется. Таким образом, происходит поддержание заданной частоты вращения привода 2 и ударника 6.

425166

При вращении ударника 6 с постоянной регулируемой частотой вращения он свободно проходит через прорезь 18 бункера 13 для подачи мячей, который свободен от мяча. Одновременно, но с заданной регулируемой частотой выброса мячей вращается ось 37 редуктора 10. Когда выступ 41 на оси 10 37 входит в зацепление с выступом 40 на кривошипе 28, последний также начинает вращаться. Палец 29 кривошипа 28 перемещает втулку 33, натягивает трос 30, который перемещает

15 толкатель 16 в правое крайнее положение (на фиг.1 показано пунктиром), а сам палец 29 кривошипа 28 занимает нижнее положение. Выходное окно 15 для подачи мячей при этом откры20 вается, и один мяч попадает в бункер 13. Вблизи мертвой точки движения пальца 29 сухарь 34 выходит из упора 38 и под действием пружины 35 практически мгновенно выбрасывается в

25 направлении радиуса кривошипа 28 и входит в зацепление в строго определенной точке с выступом 39, вращающимся совместно с валом 4 со значительно большей частотой, чем криво30 шип 28. При этом кривошипу 28 сообщается дополнительная угловая скорость, он примерно на 0,5 оборота практически мгновенно обгоняет ось 37 вращения. Натяжение троса 30 при

25 этом прекращается, он освобождается, и толкатель 16 под действием торсионной пружины 21 за время менее периода вращения ударника 6 вталкивает мяч в положение А под удар ударни40К°в. В следующее мгновение ударник 6 ударяет по мячу, и он со скоростью зависящей от скорости движения ударника, выбрасывается из устройства в заданном направлении..При вылете из

45 устройства мяч взаимодействует с одним из роликов 44 или 45 (фиг.2) и приобретает требуемую по величине и направлению скорость вращения.

Далее процесс выброса мяча повто5Q ряется с частотой вращения оси 37, которая может регулироваться (например, вариатором любой известной конструкции) . При необходимости работать в автоматическом режиме по заgc данной программе (в режиме робота) к валу 4 через шестерни 11 и 12 подключается кулачковое программное устройство, совмещенное с редуктором 10. Тросы или тяги программного

устройства соединены с пальцами (линии связи I - V) на основании 1, вилке 8,- поворотной рамке 46 (фиг. 2) регуляторе 3 частоты вращения, регуляторе частоты вращения оси 37. При этом по заданной программе будет изменяться соответственно горизонтальный угол выброса мячей, вертикальный угол выброса мячей, направление и степень закрутки мячей,

3425168

скорость вьтета мяча, частота выброса мячей. Программное кулачковое устройство может быть выполнено со смен- ными или регулируемыми кулачками известных конструкций. Для описанной программы используется 5-кулачковое программное устройство.

За счет точности подачи мяча к 10 ударнику повышается надежность работы устройства.

Ч

ч:

фиг. 1

i

Фиг. 2

фаг.З

2616

Редактор В.Данко

Составитель Ю.Смоляков

Техред Л.Сердюкова Корректор И. Эрдейи

Заказ 4541/4 Тираж 396Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий II3035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5

Производственно-полиграфическое предприятие,г.Ужгород,ул.Проектная,4

фагЛ