Устройство для метания мячей Советский патент 1989 года по МПК A63B69/40 

: Изобретение относится к спорту, в частности к устройствам для метания

мячей.

Цель изобретения - повышение точности имитации фазы взаимодействия мяча с руками спортсмена.

На фиг. 1 показано предлагаемое

.устройство, общий вид; на фиг. 2 - то же, вид сбоку; на фиг. 3 - элас- томерная мембрана, общий вид; на фиг. 4 - электрическая схема устройства .

Устройство для метания мячей состоит из корпуса 1, лотка 2 для мя-- ; чей 3,механизма 4 выталкивания мячей, имеющего подпружиненный боек 5, отражатель 6, установленный на опорах 7 с возможностью пространственной

; ориентации посредством приводов 8 и 9. Отражатель 6 выполнен в виде эласто;мерной мембраны 10, снабженной регуляторами 11-14 локальной жесткости

мембраны в двух направлениях ее координатных осей 15 и 16. В контуре 17 эластомерной мембраны закреплен эластомер 1Й. Эластомер 18 выполняется из полимера, обладающего высокоэластичными свойствами абсолютной упругости В предлагаемом устройстве в качестве эластомера 18 может быть использован натуральный каучук. При этом сам контур 17 выполнен в виде жесткой прямоугольной рамки 19, имеющий вырезы 20-23. В вырезах 20-23 нахо-, дятся зажимные участки 24-27 контура 17, которые не имеют с ним жесткой связи. Контур 17 снабжен установленными под прямым углом к нему направляющими 28-31 для перемещения зажимных участков 24-27 в виде .закреп- . ленных на направляющих 28-31 электромагнитов 32-35 постоянного тока. Втяжные якоря 36-39 прикреплены к зажимным участкам 24-27 контура.17«

Обмотки 40-43 электромагнитов 32-35 соединены с пультом 44 управления. Зажимные участки 24-27 зажимают соответствующие зажимные участки 45-48 эластомера 18.

Устройство работает следующим образом.

На лоток 2 укладывают мяч 3. Посредством механизма 4 выталкивания устанавливается необходимая сила удара подпружиненного бойка 5 по мячу 3. Подпружиненный боек 5 производит удар по мячу 3 с выбранной силой и возвращается в исходное поло жение. При этом мяч 3 с определенными скоростью и ускорением ударяется об эластомер 18 мембраны 10, который находится в исходном (не натянутом) состоянии, характеризующемся коми- нальным, постоянным по всей его поверхности значением жесткости. Посредством мяча 3 на эластомер 18 действует, внешняя сила, вызывающая его упругую деформацию поперечного изгиба (прогиба). При этом в эластомере возникают внутренние упругие силы, уравновешивающие внешние силы, вызьшающие деформацию. При этом, согласно закона Гука, касательное напряжение эластомера возрастает пропорционально его относительной деформации, оказывая сопротивление указанной деформации. Кинетическая энергия летящего мяча 3 переходит в потенциальную энергию упругого растяжения эластомера 18 вплоть до момента, когда внешняя изгибающая сила уравновеишвается внутренней упругой силой эластомера 18 и ск.орость мяча 3 не упадет до нуля. В дальнейшем, за счет упругой отдачи, будет происходить восстановление первоначальной формы эластомера 18 (переход его потенциальной энергии в кинети- ческую энергию мяча 3 в обратном направлении с определенньми значениями скорости ускорения, а следовательно, и соответствующей им траекторией

Однако эта траектория значительно ,отл 1чается от траекторий, соответствующих взаимодействию мяча 3 с ру- .ками спортсмена, и является практически неизменной.

Основное направление полета мяча 3 зависит от пространственного положения отражателя 6, устанавливаемого до начала либо в процессе тренировки. Отражатель 6 осуществляет

пространственную ориентацию (поворот) относительно горизонтальной оси от привода 8, а относительно вертикальной оси - от привода 9.

Степень точности имитации устрой- ством взаимодействия мяча 3 с руками спортсмена, а также взаимного расположения обеих рук, влияющих на траекторию (скорость,ускорение и направление полета мяча), регулируются путем изменения величины дополнительного локального растяжения эластомера 18, а также расположения на его поверхности зон этого дополнительного растяжения. В этом случае в результате продольного .растяжения (увеличение длины) локальных участков эластомера 18 (зажимаемых.участков 45-48) происходит увеличение напряжения в области этих участков, увеличение упругих сил, противодействующих деформациям и, следовательно, увеличение изгибной жесткости. Эластомер 18 оказывается локально предварительно напряженным в зонах этих участков. Это приводит к тому, что при соударении мяча 3 с этими участками эластомера 18 их изгибная жесткость оказывается повьшенной по сравнению с исходным состоянием эластомера 18. При этом они находятся под комбинированным воздействием как продольного (дополнительного, искусственного) растяжения, так и поперечного изгиба (прогиба), вызванного мячом 3, что приводит к повышенным (суммарным) напряжениям. При этом, ecли например, необходимо имитировать прием мяча 3 pykaми спортсмена с кистями, расположенными на одной прямой параллельной го- ризонтальной плоскости (плоскости игрового поля), то дополнительному натяжению (увеличению жесткости) подвергают участки эластомера 18, прилегаюпще к его горизонтальной оси 16. Это адекватно встрече-мяча и двух рук с собранными в корзину пальцами и кистями рук волейболиста

При этом происходит обхватывание (облегание) эластомером 18 определенного сегмента поверхности мяча 3. Однако облегание мяча 3 эластомером 18 в области горизонтальной координатной оси 16 сопровождается значительно большим сопротивлением на изгиб (упругой отдачей) по сравнению с остальной поверхность

10

15

эластомера 18, в случае искусственно приданной увеличенной локальной жесткостью эластомера 18 вдоль этой координатной оси 16. Это в свою очередь в целом эквивалентно продольной .горизонтальной зоне повьшенного сопротивления на изгиб (по сравнению с окружающим воздухом), которой характеризуется система мышечно-подпружи- ненных пальцев обеих рук, кисти которых сориентированы на одной прямой параллельной горизонтальной плоскости игрового поля. Причем, чем дальше от суставов в направлениях к концам большого 4 и остальных пальцев (в совокупности образующих необходимую корзину), тем сопротивление изгибу падает, что в целом сходно с законом искусственного изменения (увеличения) 20 локальной жесткости эластомерной мембраны 10 вдоль горизонтальной координатной оси 16.

Для осуществления указанного дополнительного искусственного локального растяжения эластомера 18 (увеличение локальной плоскости мембраны 10) тренер посредством манипулирования органами 44 управления посылает соответствующий импульс на обмотки 40 и 41 электромагнитов 32 и 33 постоянного тока регуляторов 11 и. 12 локальной жесткости эластомер- ной мембраны 10. В результате этого втяжные якоря 36 и 37 втягиваются

25

30

ординатной оси 16. Комбинируя науя жением (изменением жесткости) , зажимаемых участков 45-48 эластомера 18, добиваются разнообразных комби наций пространственного расположен на поверхности эластомера 18 зон повьш1енной регулируемой локальной жесткости.

Ф

ормула изобретени

1. Устройство дпя метания мячей преимущественно волейбольных, содер жащее корпус, в нижней части которо го размещен механизм выталкивания мячей, а в верхней установлен на опорах отражатель с возможностью ег пространственной ориентации посредством пульта управления, отличающееся тем, что, с целью повьшения точности имитации фазы взаимодействия мяча с руками спортсмена, отражатель выполнен в виде эластомерной мембраны, имеющей регу ляторы локальной жесткости мембраны 13 двух направлениях ее координатных осей.

2. Устройство по п. 1, от л ичающееся тем, что эластомер ная мембрана выполнена в виде эластичного материала, заключенного в жесткую прямоугольную рамку, имеющу вырезы по ее координатным осям со смонтированными в них направляющими для перемещения по ним регуляторов

на некоторую величину внутрь электро- 35 локальной жесткости, установленных магнитом 32 и 33 постоянного тока. При этом прикрепленные к вытяжным якорям 36 и 37 зажимные участки 24 и 25 контура 17 перемещаются по соответствующим направляющим 28 и 29, удаляясь от него, и растягивают (увеличивают) жесткость соответствующих зажимных участков 45 и 46 эластрме- j,pa 18 вдоль его горизонтальной ко40

с возможностью взаимодействия с эла тичным материалом.

3. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что регулятор локальной жесткости эластомерной мембраны вьшолнены в виде зажимных элементов, соединенных с пультом управления посредством электромагни тов постоянного тока.

ординатной оси 16. Комбинируя науя- , жением (изменением жесткости) , зажимаемых участков 45-48 эластомера 18, добиваются разнообразных комбинаций пространственного расположения на поверхности эластомера 18 зон повьш1енной регулируемой локальной жесткости.

0

5

0

5

0

Ф

ормула изобретения,

1. Устройство дпя метания мячей, преимущественно волейбольных, содержащее корпус, в нижней части которого размещен механизм выталкивания мячей, а в верхней установлен на опорах отражатель с возможностью его пространственной ориентации посредством пульта управления, отличающееся тем, что, с целью повьшения точности имитации фазы взаимодействия мяча с руками спорт . смена, отражатель выполнен в виде эластомерной мембраны, имеющей регуляторы локальной жесткости мембраны 13 двух направлениях ее координатных осей.,

2. Устройство по п. 1, от л и чающееся тем, что эластомер- ная мембрана выполнена в виде эластичного материала, заключенного в жесткую прямоугольную рамку, имеющую вырезы по ее координатным осям со смонтированными в них направляющими для перемещения по ним регуляторов

35 локальной жесткости, установленных

40

с возможностью взаимодействия с эластичным материалом.

3. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что регуляторы локальной жесткости эластомерной мембраны вьшолнены в виде зажимных элементов, соединенных с пультом управления посредством электромагнитов постоянного тока.

€3

Изобретение относится к спорту, в частности к устройствам для метания мячей, и позволяет повысить точность имитации фазы взаимодействия мяча с руками спортсмена. Степень точности имитации устройством взаимодействия мяча 3 с руками спортсмена, а также взаимного расположения обеих рук, влияющих на траекторию (скорость, ускорение и направление полета мяча), регулируются путем изменения величины дополнительного локального растяжения эластомера 18. 2 з.п.ф-лы, 4 ил.

и.г.1

W 17

28 5JdГс

13J4JO N

т

п(

bg

15wm

П32362 1 20

Рйг.З

п(

.2

38

/У

21372312

/

Л

W

# / JJ

Z7

39 31

игЛ