CN101357264A - 模拟神球 - Google Patents

Abstract

模拟神球为世上首次使用模拟打球的方法，训练多种竞技球类的动作和技巧，并设计了一套模拟打球装置。它属于家庭体育锻炼或游戏玩具领域。在普通家庭空间就可享受多种球类运动，上手快，提高快，既可锻炼身体，又能训练过硬基本功，其乐无穷。如模拟打乒乓球，可练习推挡、削球、提拉、抽球、侧旋、弧圈球等专项技术。同样，模拟神球也可以训练羽毛球、毽球等。该装置可以扩展玩技巧游戏，利用复摆和圆锥摆增加击球难度和娱乐趣味。另，在模拟打球和游戏中，同很多物理知识交融在一起。青少年可更深地领悟和探究相关的物理现象，并可舒筋松骨、预防近视、释放压力。故，它是集锻炼身体、学习物理、保健眼睛于一体，适合家庭体育及学生运动的神球。

Description

模拟神球

技术领域

模拟神球(简称艾目球，IMITATE MYSTICBALL)是使用模拟的方法训练多种竞赛小球。在任何地方，只要是大于八平方米的房间，就可施展模拟神球球艺。该装置具有多种体育锻炼功能，可以模拟打乒乓球、模拟打羽毛球、模拟踢毽球等竞技体育项目，进行锻炼身体。该装置还具有多种其他用途，既可以进行多种游戏，如串珠复摆、轻重复摆、呼啦球、飞天球等益智技巧游戏，又可以作为青少年学习物理知识，探究和拓展物理知识的试验教具；它可以把许多抽象的、单调的物理试验及习题变成丰富多彩的体育游戏。同时，它也是青少年预防近视眼的上佳选择。谈其技术领域，我自说自划为家庭体育锻炼、娱乐玩具类别。

背景技术

因为模拟练球是首次提出的新理念，要把来胧去脉表述清楚，背景技术部分拟用以下相关方面来阐述：(1)从模拟神球的特点引述。(2)关于模拟方法的一般概念。(3)模拟神球在相关物理知识中的原理以及规律。(4)模拟神球与真实的乒乓球技术和乒乓球运动状态的比较，模拟神球同真实的羽毛球技术和羽毛球运动状态的比较等等。

(1)模拟神球是把精典物理中一些普通物理知识和竞赛小球的基本技术和动作技巧融合在一起，形成一种特殊的打球方法，即打切线球的方法。模拟神球这种旁门异类的打球方法，同样可以锻炼身体，同样可以从侧面训练和提高竞赛小球的基本技术。模拟神球可以起到殊途同归、同工异曲的作用。特别在训练乒乓球和羽毛球技术的一些公认的高难度动作时，有很多独到之处，是一条步步高的捷径。

(2)首先，引入一些模拟方法的概念。现代生活中，在很多地方、在很多方面都有使用模拟方法的事例。人们可以在模拟装置上学习开飞机；人们可以在模拟装置上学开汽车；人们利用跳伞塔学跳伞，人们可以在蹦床上练习体操、跳水的高难动作及分解动作等等。以上这些事例说明，人们可以利用间接的办法和手段，利用其他相仿的装置，同样可以更快地掌握你要学习的技巧，提高你想要的能力和掌握高难动作。这样甚至于可以多、快、好、省地提高学习效率。所以有的时候，模拟的学习方法也是非常实用、有效、可行的。

(3)要讲清模拟神球的特殊打法，先要说明其在物理学上所属的运动类别，再进一步分析它的运动规律和击球特点。

(a)模拟神球在物理学上的运动类型：模拟神球的运动特点，表面看起来像是单摆，但它不是物理学的单摆现象。它与物理学的单摆的区别在于摆动角度。单摆的必要条件是悬线偏离竖直方向的角度是一个小角，一般小于五度角。正如物理书上所述，Q角很小时，才可以认为它所对的弧和弦等长。因此，单摆小角度摆动时是做简谐运动。故单摆在小振幅条件下的运动微分方程是线性的。当摆角增大时，该方程就不再是线性的，而变成非线性方程。若考虑到阻尼和驱动力作用，方程就会变得更加复杂。本文中多次提到摆动，只是作为运动形态的描述，并非指物理运动实质。为了区别模拟神球的打法和特点，在此文中，把人们在乒乓球台子上打乒乓球的状态和动作，称之为真实的乒乓球运动状态和真实的打球动作。从模拟打球的运动特点来看，当球在竖直面内运动时，应属于变速圆周运动的范畴，又分为：在球向下的运动期，为加速圆周运动；在球向上的运动期，为减速运动期。当球在水平面内运动时，应属于匀速圆周运动。现在分析一下球受力的情况。正如图二(力学系统示意图)中，乒乓球A位、B位和C位的受力分析图所示：球在竖直面内运动，球的重力mg和弹力T共同提供向心力，以维持球的圆周运动。当球向下摆动，在一般位置A位时，它的向心力是T₃-F₁＝T₃-mg·sinα＝mv₃ ²/R；当球运动到最低点B位时，T₂-mg＝mv₂ ²/R；式中v²/R为向心加速度。当球向上摆动，在一般位置C时，速度V1的方向与重力的切线方向分力F4的方向相反，所以为减速。模拟神球有向心力，这一点是同真实乒乓球有本质的不同。但两者也有很多相同的地方：它们都符合牛顿三个定律，都符合动量守恒定律，都符合势能和机械能守恒的规律。这里不打算详细讲了。对模拟神球的轨迹进行分析，在球的轨迹最低点两侧的轨迹是两个半圆弧线，即前半弧和后半弧，两个半弧线可看作是对称的。现在，利用运动的迭加原理，进一步来分析球的运动特点：把球作为物理概念的质点，即凡是质点运动可看成二个或三个正交方向的各自独立进行的运动迭加，把模拟神球的变速圆周运动分解为二个分运动，一个是水平方向匀速直线运动，另一个是沿垂直方向作匀变速直线运动。轨迹前半弧为竖直方向下抛运动，为匀加速运动；后半弧为竖直方向上抛运动，为匀减速运动；这里的加速度就是重力加速度G。所以，准确地说，模拟神球是在垂面上，在局部的固定轨道上，作匀变速圆周运动。模拟神球具备以下技术三要素：第一要素是，球的运动轨面是垂直地面的竖直面。第二要素是，击球的方向必须是轨道圆的切线方向。第三要素是，挡板与地面的交线垂直于轨道竖直面，并且还要前倾过吊钟固定点。三个要素提供了球能变速圆周运动的必要条件，使球可以连续而有规律地运行。

(b)呼拉摆球游戏的物理运动方式，属于水平面内的匀速圆周运动。从图5a(呼拉球使用示意图)，可以看出，球在竖直方向上受力平衡，在水平方向上受的外力提供球做圆周运动所需要的向心力。重力G和拉力T的合力F提供向心力则F＝mg·tgθ＝m·²·r＝m·ω²·l·sinθ，cosθ＝g/ω²·l，从式中可知，旋转的角速度越大，θ角越大，半徑r越大。也就是说，拍子击球的力越大，呼拉球的轨迹圆越大，摆面越高，球摆动的轨道圆大小高低，全控制于用拍子击球力量的大小.

(c)飞天球游戏的物理运动方式，见图5b(飞天球使用示意图)，由于球有时在水平面上，有时在竖直面上，而大部分在随机的斜面上，其结果是忽儿匀速圆周运动，忽儿变速圆周运动，忽儿重力影响大，忽儿重力影响小，变化因素很多，眼脑手要快速跟上，控制的难度就大多了。

(d)对模拟神球的运动类型有了如此认识，可以对球摆动的随机状态的特征值：位移、速度、加速度等矢量进行分析、判断就容易多了。言外之意，模拟神球的发明是一次标新立异，独特的装置和独特的功能，同真实的乒乓球的运动规律，截然不同；同真实的羽毛球，以及市面上的其他球类，如牵拉球、壁球、网球，溜溜球等等，不能混为一谈。它们没有一种球是采用打切线球方法的，也没有一种球的运动是变速圆周运动。所以，在物理原理上与其他球划清界线。以上是从物理知识角度上，说明了模拟神球的技术特点。

(4)为更清楚地说明模拟球的运动特点，先比较一下模拟神球与真实的乒乓球的相同点与不同点。模拟神球是用一根高强度细尼龙线悬吊一只普通乒乓球，球在地面的垂直面上做大幅度摆动，为使球保持在固定轨道上来回不间断地摆动，用球拍击球时，拍子务必沿摆动面圆轨的切线方向击球，使球受到的外力是沿切线方向的，这个外力就不会破坏原来的摆动，反而给球输入了新的能量，使球速度加快。当使用可调挡板时，挡板的平面投影必须垂直球的摆动竖面，并要求挡板向前倾，使挡板平面过吊钟的固定点。这样会使挡板给球的反弹力也在圆轨的切线方向，反弹力也没有破坏球原来的摆动，只是改变球的运动方向。这样两个外力都没有破坏原来的摆动，而是给摆动的球输入了能量或改变了方向，使球维持连续摆动。真实的乒乓球属于平抛运动，它的轨迹是抛物线。正如物理书上所述：平抛是一种典型的曲线运动，平抛运动是水平方向的匀速直线运动和竖直方向自由落体运动的合运动。模拟打乒乓球和真实打乒乓球，球的物理运动方式是不同的，轨迹也是不同。但是，我们在打模拟球时，合理而恰当地选择四个变量的参数组合，使我们击球的动作、身法、步法更接近真实的乒乓球某项技术，使打球的感觉一样，打球的效果也相似。模拟神球是模拟真实的乒乓球动作和真实的羽毛球动作，来学习技术，锻练身体。所以，真实的乒乓球技术是模拟神球的技术背景。如果要想真正学好打乒乓球的话，在乒乓台子上进行实战是主要的，根本的。模拟神球只是起辅助和补充作用。位置不能颠倒。其道理与不能一辈子在模拟器上学开汽车同理。同理，真实的羽毛球技术也是模拟神球的背景技术。乒乓球运动和羽毛球运动是在群众中广泛开展的体育运动，它们又都是综合性很强的运动科学。模拟神球，除了没有直接竞技性，但从锻炼身体的角度来看，以及娱乐等多方面，是有好处的。打乒乓球，从真实的乒乓球技术来分析，乒乓球运动的特点有五性，方向性、复杂性、对抗性、随机性、精确性。因此，对打乒乓球技术要求也有相应的五要素，力量要素、速度要素、旋转要素、弧线要素、落点要素。以上五性和五要素，都反映在乒乓球的各种单项技术中。不同的单项技术，突出的要素不同。通常的单项技术有推挡、正手抽球、反手抽球、搓球、削球、提拉球、侧旋球、上旋球、弧圈球等等，这些单项技术再配上不同步法、身法、手法种类就相当繁多了。要提高乒乓球的技术水平，这些单项基本技术都需经常练，反复练，并且要过硬。而模拟打乒乓球，用该装置练习乒乓球的基本功，也就是模拟练习以上那些乒乓球单项技术的连续动作，只要调整装置的有关变量，如更换终端吊件的类型、改变可调挡板的距离和角度，调整吊弦的长度，以及用拍子击球时选择击球点的方位，选定合适的参数组合就可以变换练习你想要的乒乓球单项技术。别看模拟神球结构简单，方法普通。但，训练的内容多，效果好，功能多，更实惠。

模拟打羽毛球。可以说是世界首创。它的背景技术就是真实的羽毛球技术。模拟练习羽毛球也是非对抗性的。一般打羽毛球需两个人和一个13米×5米的场地。而模拟神球就方便到家了，在普通室内，对各种羽毛球的单项技术可以进行分别练习。羽毛球常用的单项技术有搓球、放网、推球、勾球、挑球、扑球、高球、吊球、杀球、抽球等等以上各种单项技术还分别有正手、反手击球，若再配上各种步法，如进步、退步、垫步、并步。因模拟神球是有规律的连续摆动，配用各种步法和身法是很容易的事。这样的话，打模拟神球的变化种类就很多了。同样，模拟打羽毛球，也可以分别训练以上各种羽毛球单项技术，只需像打模拟乒乓球一样，调整变量，选定合适的参数组合，就可连续地打羽毛球了。模拟打羽毛球有很多独到之处：如可以一个人打羽毛球，也可在室内练习，也可专门练习手腕的力量，也可专门练习反手杀球的连续动作等等。对那些强烈要求练习基本功的初学者来讲，这是多么宝贵的功能。

模拟踢毽球。它的背景技术就是民间踢毽子的技术。由于模拟神球有自动摆回的功能，所以用来踢毽子，上脚快，进步快，变花样，随心所欲，锻练身体，这也是模拟神球的一个功能。

由于采用了打切线球的方法，也开创了一条游戏的新路子。模拟神球的游戏功能也是丰富多彩的。其中串珠复摆游戏和轻重复摆游戏，都是根据物理学上的复摆现象，演变而来。而呼拉球游戏和飞天球游戏，都是根据物理学上的圆锥摆现象演变而来。利用打切线球的方法，也可练习打排球和踢足球的有关单项基本技术，不过，装置的形式和强度有所不同。这也是以原来的排球技术和足球技术为技术背景，基本原理一样，这里不再赘述。

发明内容

发明内容分二部分来说明。一部分是硬件部分，装置本身的构成与制作。另一部分是软件部分，即使用该装置，进行模拟打球的具体方法、措施、技巧和窍门。

(一)硬件部分

模拟神球装置是由五部分组成，分别是吊弦控制器、导向座、吊钟、可调挡板和各种终端吊件。在文中把以上部件比作硬件。从图一(安装使用示意图)可以明示。

(1)硬件一：从图十(吊弦控制器立体解剖图和总装图)可知，吊弦控制器的主要部件有：基板、透明塑料罩、金属支架、内线轮、主轴、旋钮、弹簧、外线轮、线夹、线帽以及部分辅助材料，如高强度尼龙线、细橡皮筋、细橡胶管，各种规格的小螺丝、平垫片等。使用时，将吊弦控制器放在桌子上。如需要时，也可便携，见机行事。吊弦控制器的主要功能是储存尼龙线和控制尼龙线，用旋钮调整吊弦的长短参数。由于通常吊弦控制器放在房间桌子上，是明处。所以它的式样设计要求美观明快，轻巧坚固。故基板采用透明有机玻璃，下面加有粘贴塑料防护垫。吊弦控制器塑料罩采用质量好，透明的ABS塑料，便于时刻观察罩壳内部尼龙线的状态。金属支架采用1～2mm厚镀锌铁皮。既要保证一定的强度，又不能太厚太重、又不能生锈。内线轮是专门储存尼龙线的。外线轮是为了引出部分的尼龙线不收回时，可临时卷在外线轮上，方便下次使用。内线轮用螺丝固定于主轴上，成为一体。金属支架固定于基板上，形成一体。弹簧压在金属支架和内线轮之间，产生内线轮转动的摩擦力，一般力为10牛顿力以上。当用旋扭转动主轴和内线轮时，只有克服弹簧压紧金属支架的摩擦力，内线轮才可转动。线夹是外部尼龙线收在外线轮后，线头由线夹固定夹紧，以防尼龙线松散。这是管好尼龙线的一项措施。线帽是由一段尼龙棒或有机玻璃棒加工而成。其固定于塑料罩的上顶面。吊弦控制器的尼龙线从线帽里穿过引出。线帽内置一段细橡胶。并且尼龙线也要穿过橡胶管。橡胶管由外面的一只可调松紧的螺丝压紧。这样，橡胶管对穿过的尼龙线产生摩擦力，螺丝压得越紧，对尼龙线的磨擦力越大。磨擦太大也不利于尼龙线的控制，以尼龙线保持一定的张力，一般3-5牛顿力，使尼龙线不松不乱为原则。这也是管好尼龙线的又一措施。内线轮四周的支架上安置了橡皮筋，以防止步进放线时，尼龙线在松驰的间隙会跑到转轴上，搅在一起。使其在松弛状态也在内线轮的范围里。这也是防止尼龙线松散的措施之一。在透明罩壳外的基板上面，还设置了一小块平面金属板，称为吸固板。它的作用是当吊钟和导向座收回来时，它们的磁吸头正好吸附在金属板上，起固定作用，使用方便。

(2)硬件二：由图一(安装使用示意图)可知，在使用时，导向座是安置在吊弦控制器上方的侧墙墙面上，由图十八(导向座立体示意图)可知，导向座是由一个铝轴、磁体，吸固铁片和塑料支架组合。它的功能是把吊弦控制器引出的尼龙线穿过它，改变尼龙线的方向，从摆球面的侧面引向室内天花板，引到吊钟处。导向座要固定在一定高度为妥，以使尼龙线沿墙上升到合适高度再改变方向，引入吊钟。以保证吊钟引入尼龙线与吊弦的静态夹角大于45度，在打球时，避免因球的摆动而使吊弦和吊钟引入线二者缠绕在一起，影响球的正常摆动。导向座结构以简单轻巧为原则。要求便于安装，调整位置和收回，使穿过的尼龙线顺利地导向和传输。

(3)硬件三：吊钟，正如图8b(吊钟立体图)所示。吊钟的功能就是将引过来的尼龙线从天花板的理想位置吊下来，使尼龙线从水平方向改变成垂直方向。对吊钟的结构有几点基本要求：第一，吊钟是打球的受力点。因此，制作的材料要有一定的强度，最好吊钟壁厚使用大于2毫米的ABS或PPR材料。第二，吊钟吊在房间中间天花板上，在房间里十分显眼，犹如吊灯的西令一样，所以吊钟的颜色要同房间一致，浑然成一体；并且体积尽量小，外观平滑光洁。吊钟是因外形如倒扣的钟，所以，取其名为吊钟。吊钟内部横向固定一根铝轴，在吊钟的中间部位，使绕过铝轴的尼龙线，自如滑动，顺利转向。把横向引进吊钟的尼龙线转到竖向来，从吊钟下面出口处引出。吊钟底部安置有强磁圆环和固定用的金属垫片和塑料垫片。使吊钟底部有很强的吸力，可随时吸附在室内天花板上事先固定的铁片上；不用时又可方便地取下，小铁片留在原处又不伤大雅。从吊钟向下引出的这段尼龙线，命名为吊弦。因为这段尼龙线在打球时参加摆动，它的长度做为重要参数，需经常调整。为了有别于其他部分的尼龙线，故称为吊弦。在使用时，吊弦是被吊件的重量绷紧的。所以吊弦也是重力段尼龙线的一部分。吊钟固定的高度，通常就是房间天花板的高度，一般是2.6米至2.8米之间；若房间太矮了，将有一些乒乓球练习项目受到影响，并且不能打羽毛球。房间高一点更有利，可以把全部练习项目发挥出来。

(4)硬件四：可调挡板。当练习乒乓球的抽球和推挡等专项技术时，球的运动快速，往返的周期时间较短，这时需要使用可调档板，以减小碰撞距离来达到这个效果。可调挡板是由一个可调角度的木质支架和一块长方形木框组成。木质支架是由小方木组合加工而成，支架可以张开闭合，调整角度。木板是活动的，可以拆卸方便。木板两面质地不同，一面是硬的层压板，另一面是软的泡沫或海绵。可调挡板的支架可以做成立地式的、台式的、壁挂式的，什么样式合适，要根据房间的实际情况来定，以房间大小来衡量。一般说来，立式挡板用于较大的房间，如大厅或大客厅，占地面积大也无妨，调整和使用起来感觉更好。台式放在桌面上，收放自如，使用方便。壁式挂在墙面上适当位置。球在硬板上反弹，干脆快速；球在软质面上反弹，既可减小噪声，又可延长反弹时间，使球快来慢回，利于动作的思想准备和调整。二面挡板可根据打球人需要，随时方便地更换。

(5)硬件五：各种终端吊件

(a)乒乓球吊件。模拟打球用的主要吊件是乒乓球吊件。乒乓球吊件，就是采用普通的乒乓球加工改制而成。一般乒乓球直径是40mm。在乒乓球的上下中心位置，用小钻头打二个小孔，上孔是Φ为0.5～1mm，下孔Φ为2mm，吊弦的线头先从小孔穿入，大孔穿出，再在尼龙线的末端系死一个直径为1.5mm左右小珠，再拉上面的尼龙线，把小珠从大孔拉进球内，顶在小孔处即可。由于小孔都是电钻打的，没有毛边，均匀光滑，在打球和碰撞时，不会严重影响乒乓球的寿命。因乒乓球内部没有充气，里外压力一样。球的弹性取决于材料的恢复力，圆形的形状的应力，不会因小孔有大影响。另外，模拟打球是以点到为止为原则，无需拼命用力击球。

(b)关于羽毛球的吊件：使用一只普通的羽毛球。先寻找和确定这只羽毛球的重心点。找重心的方法，是用一小段线绳试吊一下，然后移动位置，就很容易找到球平衡的重心位置。将吊弦系在羽毛球的重心位置上，是为了使羽毛球处于水平姿态。因为，羽毛球只有被吊在重心上，球在摆动时，飞行的姿态是垂直于吊弦的，羽毛球才不会翻滚和转向，才有利于用网拍迎球和击球，利于碰撞后自动返回，使球可以连续地正常地摆动。羽毛球在固定轨道上做快速变速圆周运动。羽毛球的选择以羽毛均匀对称，重心稳定为佳。

(c)串珠复摆需二个乒乓球串接，分上球和下球。吊弦长度分成二等分，上球系在吊弦中间，下球系在吊弦末端。上下球的穿法：为保证上面的乒乓球正常摆动，上球的穿线方法是，吊弦线头必须从上面孔进尼龙线，下面孔引出后，回到上面孔再穿过一次，线从下面孔引出，定位于吊弦中间。这样，尼龙线在上球上绕了半圈，使球不会上下窜动；又使尼龙线从球的上进下出全在中心位置，可以使上球正常摆动。下球的固定方法同上段文中介绍的一般乒乓球系法相同。

(d)轻重复摆需要一个比乒乓球重若干倍的实心球和一个乒乓球串接，串接方法同上面讲的串珠复摆一样。实心球作为上球，系在中间；乒乓球作为下球，系在吊弦末端。不同的是实心球固定的方法略有不同。首先线头穿过实心球的顶盖，再在吊弦中间位置上系死一小珠，小珠为Φ为2mm，然后线头从实心球竖向Φ1mm小孔穿过，小珠卡在实心球中央，再拧好实心球的上面的顶盖。这样，实心球就定位在吊弦中间。下面的乒乓球系法同(a)段。

(e)关于毽球的悬吊方法：毽球的悬吊方法基本上同吊羽毛球类似，也要先找到重心，将吊弦线头系死在重心位置上，系在羽毛杆上也可；在垫片上打个小孔，系在小洞上也可。只有吊弦吊在重心上，才能保证毽球的飞行姿态，便可以连续踢毽球了。

(f)关于多维神球制作：它是一种特制的球，专门为了练习乒乓球的弧圈球技术。简述它的制造方法，见图二十七(多维神球立体图)，它是由一段为中轴的塑料管，二个尼龙轴承，二只塑料支撑内衬，二个发光二级管，二个小钮扣电池和二个微动开关，一只普通的乒乓球一分为二，和一些塑料垫片。中轴为外径Φ6的塑料空心管，两端各固定一个尼龙轴承，轴承外圈再固定二个支撑内衬。二个半只乒乓球分别用胶水粘于支撑内衬上。这样，二个半只乒乓球可分别上下旋转，整只又可以左右旋转。由于有了支撑内衬的支撑。可以确保承受一定的强度的外力，受拍子击打也不会轻易裂开和变形，又因为打弧圈球大部分力是打斜上方，主要有个旋转的分力。所以多维神球本身受的力也不大。吊弦吊在中轴的重心位置上，在中轴上打孔将吊弦系住。那么，整只球在三维空间里大幅摆动，整只球又可左右转动，球上的两个半面又可分别上下转动，形成多维运动体系。如把发光二级管、微动开关、钮扣电池也装上，在晚上，就可以显示多维的图像光迹。因球本身可以六个方向转动，构成实际的多维动态体系。所以，用此球既可以模拟打乒乓球的弧圈球，又可以用发光二极管模拟显示多维动态体系。

(二)软件部分：

在模拟神球装置上如问具体地打乒乓球、打羽毛球、踢毽球等，是需要一套特殊的办法和技巧的。这就是该发明的软件部分。如果没有具体的方法，就不可能有完整的训练，也不可能有理想的效果，达不到有价值的目标。

无论是打乒乓球、羽毛球、踢毽球，还是玩游戏打串珠复摆，或是轻重复摆，都有共同的基本要求，也就是模拟打球的技术三要素，这三个技术要素，也充分说明模拟打球的特殊性，独特性。

模拟打球不仅在物理原理上，必须具备上面的三个技术要素，这是必要条件。还有很多独特之处：在吊件上、在打法上，在各种参数的调整和配置上，也都与众不同。球在垂直地面的平面里，以吊弦为半径，做匀变速圆周运动。由于吊件重力的垂直分力的作用，球向上运动时做减速圆周运动，球向下运动时做加速圆周运动。从机械能来说，它的运动面不是平面，而是竖面，球的动能和势能进行周期性转化，球摆到最高点时，势能最大动能为零；球摆到最低点时，动能最大势能为零。针对以上球运动的特点和规律，在模拟打乒乓球、模拟打羽毛球、模拟踢毽球中，以及玩复摆游戏时，要根据专项技术的不同要求和特点，要相应地变化和调整四个方面的参数。要想全面发挥模拟神球的功能，把这些变化条理化，系统化，形成模拟神球的理念。

四个需要变化的参数是：吊弦长度、挡板距离、吊件种类、击点方位。为了说明问题，把吊弦长度、挡板距离进行了量化，击点方位进行了数字化。见图三(垂面摆动方位图)中，将吊弦长度粗分为S、M、SL、L四个等级。实际上是无级的，为说明问题而划为四种。人的高度不同，每种长度是因人而异的，四个长度只是相对而言。需要变化的参数还有击球方位选择点，不同的单项技术，打球姿势是不同的，要想如实地逼真地表现真实的击球动作，击球点的选择也十分重要。为了便于记忆，采用时钟的钟点为标记。绝非是真的钟点位置，而是为了表达角度的相对位置，其顺序一样，角度大小相近。在图三(垂面摆动方位图)上，在各种不同吊弦的轨道上，大致标明了一些参数选择段：如S轨道5点钟；M轨道6点钟；SL轨道4——5点钟，L轨道6——7点钟，等等。6点钟表示在球的最低点附近为击球的选择点。S轨道5点钟表示，吊弦取最短，击球方位在最低点前面一段的位置。4——5点钟表示这段区间都可以。以上表明打模拟神球击球选点的思路。需要变化的参数还有可调挡板的距离：进行量化，粗分为四级。实际上，距离也是无级调整的。为了说清楚其变化规律，分为S I、S II、S III、S IV共四级。从图三(垂面摆动方位图)已经标清楚这一点。但实际打球时，有时也可以不用。如乒乓球的搓球和上旋球，自然摆动的摆幅本来就不大，无需挡板也可正常使用。而乒乓球的大力抽杀，为加大反弹时间和距离，也可以不用可调挡板，直接用天花板做挡板，效果也很好。这里讲，挡板的调整也作为一种参数，可进行变化和选择。吊件是系统的终端。不同的专项技术训练，吊件需要变化。打羽毛球时吊件换羽毛球；练弧圈球时吊件换多维神球；玩轻重复摆游戏时吊件换轻重串接球。所以，吊件也作为模拟打球的变化和选择的基本参数之一。

(1)软件一：模拟乒乓球的打法训练各项乒乓球的专项技术时，对条件的四个变量，如何选择合适的参数，使球的运动和人的动作更接近打真实乒乓球，为了说明选择的方法，要对乒乓球各种专项技术的特点进行具体问题具体分析。在乒乓球台子上打球，一般说来：搓球为近台短球，球的行程短，球速慢，人的动作小，拍子出手较平，拍子击球的底部偏前，击球选点应在8点左右，可不用挡板，吊弦选用S级。抽球和推挡都属于近台快攻，球的行程短，速度快，拍子竖起正对球的前面，击球选点应在6点附近，吊弦选M级，挡板距离选S1或S2。削球和提拉为远台长球，球速慢，人的动作大，拍子向上倾斜，击球选点应在7点左右，挡板距离选最远，吊弦长度L级。扣杀球，球速快，球程长，拍子拍面朝前下方，击球的前上面，击球选点应在4-5点钟，挡板距离应最远，吊弦长度应L级。弧圈球不用挡板，吊弦长度为M级，击球选点应在7-8点区间，拍子向前上方冲。

为了更清楚地表达人与球的运动状态，将不同的单项技术与四个变量选择的对应关系列成表，如下：

参数选择单项技术	吊弦轨道参数	击球方位选择参数	吊件选择参数	可调挡板距离参数
					抽球	M轨	5-6点	一般吊球	可使用可不使用
推挡	M轨	5-6点	一般吊球	使用
					削球	SL轨	5-6点	多维神球	不使用
搓球	S轨	6-7点	多维神球	不使用
					提拉	L轨	6-7点	一般吊球	可使用可不使用
扣球	L轨	4-5点	一般吊球	使用
					上旋球	M轨	7-8点	多维神球	不使用

                 表一(模拟乒乓球参数选择表)

可正手反手交替练习；当熟练后，再配上身法、步法，使模拟打球同真实打球更接近、更逼真，达到多种功效是不言而喻的。专业效果暂且不谈，只从针对训练上面某一单项技术时，既可以连续练正手，也可连续练反手.从练身体游戏娱乐角度来看，乐在其中，其乐无穷。

(2)软件二：模拟打羽毛球的打法    模拟羽毛球的打法基本原理同模拟打乒乓球打法大同小异。必须遵循前面提到的技术三要素，还要针对羽毛球运动的各种单项技术的特点，针对性地合理安排使用四个变量，最佳搭配。吊件羽毛球重量相差悬殊，一般羽毛球重量在4.6-5.5克之间，最好轻、中、重三种都备。为减轻扣杀对装置的冲击，尽量选择较轻的羽毛球。初学者打球用力不当，会损坏装置。必须对装置采取如下保护措施：在吊弦和吊件之间，串接一小段张力小的棉线，一旦初学者用力不当，棉线会断掉，像保险丝保护电路一样保护模拟摆球装置，不会损坏模拟摆球装置。

一般情况下，羽毛球运行的空间比乒乓球大，故轨道圆大为好，故无需使用可调挡板，直接用天花板代替挡板。

	轨道变数参数选择	方位变数参数选择	吊件变数参数选择
				抽球	L轨	5-6点	轻
平推	M轨	6点	中
				搓球	S轨	7-8点	重
提拉	L轨	6-7点	中
				扣球	L轨	4-5点	轻

               表二(模拟羽毛球参数选择表)

模拟打羽毛球是一次新颖的尝试，有很多难得的独到之处。这对推动和普及这项运动，预计将有显著的效果。由于模拟打球，可以对某一项专项技术的动作进行分解，对校正手臂动作，校正身体迎球姿势，校正自己迎球或打完球后复位的步法，是十分有帮助的。此外，对打羽毛球水平影响较大的一点，是练球者的手腕力量。该装置对专门练习腕力是非常有效的，对于专业运动员也是如此。练球者有了腕力和身法、步法才能使打羽毛球有个质的提升。每个羽毛球爱好者都希望：打球有方向性，想打哪就打哪。当你打球步法正确，身体姿式正确，再加上有了腕力，打球才会有准星，才能进尔设计你的战略战术。所以模拟打羽毛球，分解训练基本技能，很容易做到这一点。这会使初练者入门快、进步快，这也是一般业余打球者所追求的。

(3)软件三：模拟踢毽球同样是在上面提到的技术三要术的原则下，练习毽球的各种动作。如：平踢、拐踢、蹦踢、砸踢、落踢、等等；单脚踢、双脚踢、脚尖踢、脚内踢、脚外侧踢；以及各种组合踢法，花样踢法等等，在模拟装置上，难度将下降，利于连续踢。无论如何，功夫和技巧还是需要多练的。

(4)软件四：根据物理复摆现象，结合模拟神球的方法，演变了二个游戏：串珠复摆和轻重复摆游戏。它们的玩法就是打切线球，用摆球的轨迹来造型，关键是控制好力量和方向而矣。见图四(复摆动态示意图)串珠复摆游戏的特点，摆动平稳，摆幅较大。由于上球和下球各自摆动的特征值相近，只是有明显的时间差。打球时，精神要高度集中，正确判断走势，抓住时间差，即时反应。当你练熟了，就会得心应手，容易控制。

轻重复摆游戏，难度就大多了。见图四(复摆动态示意图)可见，轻重复摆的上下球摆动也有时间差，当二球在轨道中间段运动时，以重球为主导，轻球紧跟随。但到了两端，重球的动能接近零，而势能最大；由于时间差和能量守恒的原因，下球的速度突然加快。上下球质量轻重比，反比于上下球的速度比。这种突然变化对打球者是个考验，也十分刺激。不过，游戏玩的就是心跳。这个游戏锻练了打球者的四个速度：判断速度、反应速度、动作速度、位移速度。所以，关于以上两个游戏，无论从锻练身体角度，还是游戏趣味角度，都是不言而喻的。只要熟练加技巧，就会得心应手。

(5)软件五：从物理圆锥摆现象，结合模拟神球原理，演变了二个游戏：呼拉球和飞天球。它们也是使用一般的乒乓球吊件。游戏不仅要坚持打切线球的原理，而且打球的方向也改变了。呼拉球的摆动平面是无数个平行于地面的平面。球的运动形式不是摆动，而是在空中划圆圈。圆圈是随着打球力量的大小而跟着变大变小，上面圆圈大，下面圆圈小，力大圆圈大，力小圆圈小，圆圈上下浮动，全靠手上的功夫，圈小打球力要小，逐渐加力，徐徐渐进。因为突然力大，会破坏原来的运动规律，前功尽弃。打球的方向要同时跟着球摆平面变化。要使球连续转动，须全方位的打追身球，即打球方向和球的运动方向相同；或打迎面球，即打球方向和球的运动方向相反。同样是打切线球，难度比串珠复摆和轻重复摆大多了。前者只在一个垂面里找击球点，而后者是在无数个水平面或整个球面找击球点，并且还要考虑力量方向的控制。多练才能摸清规律，技巧熟练，才能达到出神入化的地步，因为这必竟是技巧游戏。

飞天球  飞天球是进一步发展了呼拉球的打法。见图6(呼啦球安装及使用示意图)，呼拉球的安装，是把球直接接在从吊钟引下的吊弦上，而飞天球需要另外加一个接长杆，接长杆可以通过塑料固定座固定，固定于活动空间的上方天花板上，也可固定于空间中心部位的侧墙上.两种方法区别是，击球点的选择区域的侧重点不同。如果是接长杆从上面吊下来，运球轨道面主要分布在水平面两侧；如果接长杆在侧墙上固定，运球轨道面主要分布在竖面两侧。两种方法都可使球在整个球面全方位转动，但都需要避让开吊杆的位置，因为这是一个死点，附近有个死区。整体来看，打球点基本是整个球面，点更多了，难度差别很大，并且力量和方向的把握更难了，需练球者长期摸索。

(6)软件六：模拟神球与物理学的关系

模拟神球多功能的变化和转换，都同很多物理现象，物理定律，物理方法有着紧密的联系。前面讲的模拟神球技术三要素，就是要遵循圆周运动的基本规律。模拟打乒乓球和模拟打羽毛球，关于打球条件四个变量参数的组合和选择，都是物理的方法从不同的角度反映模拟球运动的规律。模拟打球时，每次转换单项技术，都需改变条件参数，从物理学的角度，就是一次新物理实验。根据物理的复摆现象，演变出串珠摆球和轻重摆球二个游戏，又根据物理的圆锥摆现象，演变出呼拉摆球和飞天球二个游戏。多维神球的多维运动和多维显示，都是当今世界物理界面临的课题和需要探究的问题等等。所以练习模拟神球不但学习了球艺，提高了技巧，锻练了身体，同时也加深了对相关物理知识的理解，熟练了物理的研究方法，给广大青少年学生提供一个物理探究的广阔天地，让学生轻轻松松走进科学殿堂的大门。从这个意义讲，模拟神球是一盘丰富的物理宴席，模拟神球是物理知识球，也是科技神球。在中学或大学的物理学习中，模拟神球可以扮演多功能的物理实验装置，小装置，大学问。它在经典物理上：单摆、变速圆周运动、匀速圆周运动、动量，力学、机械能等等，以及现代物理的复摆，圆锥摆、多维体系、混沌等等。可见，模拟神球牵涉的物理知识面很广，是否有点牵强附会，不是，当你打开物理教课书或习题集看看，你就明白了，细线吊球的研究方法，是物理研究最常用的方法，不足为怪，归功于模拟神球给其注入活力，以致能展现到你的眼前。换言之，打模拟神球，也是打物理球，打科学探究球.

有物理知识的人，更容易进入丰富多彩的模拟神球世界，物理知识和球艺齐头并进，展翅高飞.

(7)软件七：模拟神球与眼睛保健的关系

模拟神球还有一个意外的功能，它对预防学生的近视眼，有很显著的作用。因为这个问题目前特别严竣。从2007年6月5日新民晚报报道，“目前本市中小学生近视率分别达29.2％、62.1％、和81.5％。教室照明改造方案出台。”这也是在一个方面的努力。影响学生近视的一个重要的原因，是学生晚上在家里，长时间在灯光下，长时间在电脑屏幕前。如何面对这个问题？《养生保健小百科》讲：“防近视眼的最佳体育运动——打乒乓球。打乒乓球对于增加睫状肌的收缩功能很有益，视力恢复明显。“为什么现在没有普遍使用此方法？因为乒乓球对绝大多数学生来讲，是没有条件没有机会没有时间。但，模拟神球可随时随地帮每一个人的忙。特别在当前，这个功能是不能被忽视，也该提到日程上来了.

附图说明

图1(安装使用示意图)图中明示了人的活动空间以及装置的四部分的相对固定位置。吊钟固定在空间的中央天花板上，导向座固定在侧墙偏上一些，可调挡板固定在对面墙上，吊弦控制器就近放在球摆面的侧面台子上。

图2(力学系统示意图)图中明示了从内线轮到终端吊件整根尼龙线的受力状态及球在A位，B位，C位的受力状态。A位表示球在加速区段的一般位置；此时重力的切线分力F2与速度V3方向相同，绳子的拉力T3与重力的徑向分力F1的之差为向心力.在B位表示球在圆弧轨道的最低位，此时重力无切向分力，速度V2为最大，绳子的拉力T2与重力Mg之差为向心力.C位表示球在减速区段的一般位置，重力的切线分力F4与速度V1的方向相反，重力的径向方向分力F3与拉力T1之差为向心力。出线嘴的调整螺丝，压紧穿线的胶管，产生3-5牛顿的摩擦力为f5；内线轮用压弹簧顶紧支架，产生约15牛顿的摩擦力f6.因此，尼龙线在两者之间，始终保持稳定的张力，F5与f5是一对力，方向相反，都为3--5牛顿，这也是图中点1受力表示的.尼龙线在点二位置，F7表示从这一点向外拉线，要克服两个力，即F5+F6，这个力要大于13牛顿力.故，在旋转旋钮连续收线时，要大于13牛的力，才能把线收到内线轮中.若打球时需要吊弦长一点，步进出线时，要用大于10牛顿的力转一段旋钮，克服10牛的摩擦力，再用手拉一下线头，克服3牛顿摩擦力.尼龙线是这样一段一段拉出来的，重复该动作到吊弦满意为止。

图3(垂面摆动方位图)在摆动的范围内，四根不同的吊弦S、M、SL、L形成四条不同轨道。且S＜M＜SL＜L，常用的不同击球选点为4点，5点6点7点8点(各吊弦之间夹角约十度)，可调挡板与摆球最低点垂线的距离分别为S1，S2，S3，S4，且S1＜S2＜S3＜S4，其中S4可为天花板，木板可不装。

图4(复摆动态示意图)图中明示上球和下球在一个摆程的全过程。当上球1位势能最大，动能为零时，用拍子打下球，下球迅速1-2-3摆动给上球加能量，当上球2位时，下球摆回到4位，所以，1-2-3-4这个过程的时间就是启动期，对应的1-2-3范围为启动区域。之后，下球跟着上球正式摆动。当上球摆到9位时，势能最大，动能最小，下球开始独立摆动12-13-14，然后以同样情形跟上球回摆。

图5a(呼啦球使用示意图)吊弦吊一般的乒乓球.1-5位是随机击球选择点示意.1位为静止位.2位轨道圆最小，击球用力小.2和3位轨道圆逐渐加大，5位轨道圆最大，击球用力也最大.力的方向始终平行于地面.

图5b(飞天球安装使用示意图)增加一接长杆，端部吊一一般的乒乓球.接长杆可固定在天花板上，也可固定在侧墙上.图中是固定在侧墙上，并示意五条轨迹及随机选位情况。1位最低点，5位为最高点.轨道圆大小不一样.击球力量大，球速就快；击球力量小，球速就慢.方向各不相同，但，始终切于轨道圆.

材料：白色塑料固定底座，硬质实心塑料棒Φ12作接长杆.端部中心位置打Φ5.2孔，攻M6内罗纹，2公分长度.Φ6尼龙罗丝作出线头，罗丝中心打Φ1的小孔，打穿。固定时，尼龙线先从罗丝的头部穿入，然后，线头上再系一小Φ2小珠，再把罗丝拧进接长杆，吊弦就装好了.接长杆插入底座，底座再固定在墙上.

图6a(支架二)材料1.2镀锌铁皮，开孔尺寸如图.

图6b(支架一)材料1.2镀锌铁皮，开孔尺寸如图.

图7(吊弦控制器基板)透明有机玻璃，厚八厘米，上面打光、倒边，四角倒角，打孔尺寸如图。

图8a(导向座立体图)支架材料工程塑料ABS，金属轴用铝条，磁体用高性能烧结钕铁硼稀土永磁材料.尺寸Φ9×6

图8b(吊钟立体图)1上顶盖，2铁吸固片，3下顶盖，4钟体，5强磁体，6铜罗丝M6铜罗，7铜罗帽M6，8金属轴，9出线孔，10顶盖固定罗丝M3，11进线孔.注：2与3用ф2×3空心铜铆钉铆接.钟体4材料用工程塑料ABS，金属轴8用铝条，磁体5用高性能烧结钕铁硼稀土永磁材料.材料牌号N45，尺寸

图9(吊弦控制器罩壳及固定圈)材料用透明塑料，现用微波炉碗代用.

图10a(多维摆球零件图)配件有：1)塑料管为轴，2)塑料定位圈，3)尼龙轴承，(滚动轴承为深沟球轴承，60000型，GB278-82，一面带防尘罩盖，轴承型号26号。4)乒乓球外圈(40毫米半只乒乓球)，5)塑料撑圈。注：先装塑料撑圈，用强力胶固定在轴承上。然后，将乒乓球外圈用强力胶粘在塑料撑圈上。左右对称。

图10b(多维摆球立体图)(1)立体示意图.(2)附多维神球旋转示意图

图11a(可调导板支架配件图)材料：硬木条.共组成六件：两个方框，中间一条滑条，一块挡板锁定块和二条木条支脚。部件(一)为上支架，第③条中间有滑条的滑槽，滑动滑条可调整挡板高低。②④边条横向有滑槽，用罗丝在槽中滑动支脚的固定点，可以调整上支架与水平支架的角度，也就是挡板的角度。部件(二)下支架为水平放置。部件(三)为二只支脚。部件(四)为挡板锁定块。部件五为中间滑条，滑条两侧有锁定块的滑槽，锁定块在上面滑动，用罗丝锁紧挡板。安装时配用三种规格的铜罗丝5M×20 5M×30 M5×40和若干蝶形罗丝帽。

图11b(可调导板立体图)左图为可调挡板整体立体示意图.右图为挡板。

图12(吊弦控制器主轴及吸固板)图A)主轴采用普通六角头螺栓(GB5780--86)改制而成。螺栓M6，b＝18，k＝4，s＝10，L＝65，杆中部打一小孔，攻3毫米螺纹，为固定内线轮。图B)吸固板，材料为1-2毫米铁皮，镀锌，用M3罗丝固定于基板面上。为固定收回的吊钟和导向座。

图13(吊弦控制器引线嘴配件及组装图)图A)为引线嘴主体。用一段有机玻璃棒加工。底下M6内纹，旁孔攻M3内纹。图B)为一段橡胶管。图C)为组装图，尼龙线穿过线嘴中间的橡胶管，调正螺丝压紧橡胶管，为改变线的摩擦力.

图14(吊弦控制器内线轮及弹簧)材料为ABS塑料。弹簧为普通圆柱螺旋压缩弹簧(6B2089-80)，直径d＝1，中径＝7，圈数＝5，两端圈并紧并磨平，代号为YI。

图15(吊弦控制器外线轮及固定支架)外线轮材料为ABS工程塑料。固定支架采用铝材料。

图16(吊弦控制器立体图)数字说明：1.罩盖.2.出线嘴.3.基板.4.支架二.5.支架一.6.内线轮.7.旋钮.8.外线轮.9.外线轮支架.10.吊钟.11.基板吸固板.12.导线座.13.线夹子.14.细橡皮筋.15.固定圈.16.尼龙线头导向座与吊钟已收到基板吸固板上.虚线示意尼龙线走向(内线轮→引线嘴→导线座→吊钟→外线轮→线夹子→尼龙线头).

具体实施方式

这是走一步想一步看一步做一步的题目。我主观臆想的打算是：目前准备具体实施三步走。

第一步，申请专利，获得专利。然后，同时准备积极参加国家、市发明的选拔赛或展览。我要广泛听取各方面的意见，看一看各种人，特别是广大青少年对模拟神球的反应。同时，我也争取尽快尽早地得到有关方面的认可。

第二步，坚持先国内，后国外。首先在国内准备多方面，多渠道，边推广，边改进，边在国内寻找合适的投资人和合作伙伴。模拟神球小巧，便携，多功能，作用大，制作既不复杂，成本也不高，利于短平快的投资。可以酌情用简易的办法上马，少量试制一批。因为，模拟神球有一些部件可以用其他东西取代。。我希望有关部门的大力支持。现在，我国正处在一个千载难逢的好时机：2008年在北京开奥运会，这是世界体育盛会。而模拟神球是有中国特色的，有自主产权的新的体育娱乐装置。我希望模拟神球能为国争光。同时，模拟神球发明的初衷，使用对象是面向广大青少年，每一个学生都有机会走进神奇的模拟球天地。近年来，青少年的身体素质普遍下降，中央也下决心，5月25日发布中央文件《中共中央国务院关于加强青少年体育，增强青少年体质的意见》指出：青少年培养“健康第一，每天锻炼一小时”。一定要把青少年的身体搞上去。青年学生每天起码锻练一小时，练什么？关键在内容。这也是重要的一步棋，需要有睿智的选择。为了提升公民的科学素质，为了广大青少年的成长，我毛遂自荐，模拟神球应是最佳首选。希有关部门大力推荐，希望权威部门批准认可。希望教育系统大力支持。希望体育系统大力支持。

第三步当条件完全具备了，才能正式生产。生产制造的基本条件：设备和机具需用注塑机，钳台，钻床，有机玻璃加工设备，电锯，电钻等，其他普通材料和小五金；塑料另件的模具设计和制作。生产前期，主要部件可外协加工，也可酌情代用.生产产品前，每个部件都要从市场的角度，对模拟神球的零件进行再设计，可以制定系列产品计划，进行优化。产品还要标准化，系列化，通过三C认证，商标的确立，有很多工作要做。如大批生产，面向全国，一定要有各方面的积累，必须是有实力的企业合作和支持。目前只好希望前途光明。这个空对空的计划能否落地，个人的力量微薄，全靠有识之士的支持和呐喊。

Claims (7)

1.模拟训练竞技小球的新理念

模拟神球，首次提出并使用模拟训练竞技小球。例如模拟打乒乓：传统的训练方法，必须在乒乓球室内，有乒乓球台子，由二个人互相对练，或者二个人搭挡四个人对打。各种单项技术也只有在实战中、对练中学习。模拟神球的训练方法与此截然不同，使用普通的球拍，用一样的动作，打用尼龙线悬吊着的乒乓球。它可以对多种专项技术进行连续地高强度地训练。例如乒乓球的单项技术之一——抽球，仅需调整一下装置参数：调整吊弦长度，调整一下挡板距离和角度，就可连续地击球，熟练时可连续地打几十下，甚至于几百下，并可掺揉进去步法，身法，手臂动作及手法，同时可以有目的地练某些肌肉群和相关的韧带，提高动作的协调性，反应能力和培养球感。其他类别的单项技术同理，不一而足。以此达到锻炼身体，提高技术之目的。

模拟训练理念的实施有三个基本技术要素：第一要素是球的摆动所在的平面要垂直地面；第二要素是可调挡板平面与地面交线垂直于球摆动平面，并且挡板平面始终过吊钟的固定点，使球碰撞挡板产生的反弹力的方向在球的摆动面上，并与球摆圆弧轨迹相切；第三要素是拍子在球的运动圆弧轨迹的切线方向击球，这也是模拟打球的特殊击球方法。模拟球的运动轨迹与真实的打乒乓球轨迹是不同的。通常在乒乓球台子上真实地打乒乓球，球的运动轨迹是抛物线；而模拟打球的运动轨迹是以吊弦长度为半径的圆弧曲线。

以上三个要素具备了，小球就可以以独特的物理运动形式，在固定的轨道上连续地往返运动，还可人为地控制球的运动速度和往返周期。要练习提拉球、削球、推挡球、侧旋球、上旋球只需方便地改变有关参数：吊弦长度、终端球的型式、击球点的位置、调整挡板的距离。这四个变量合理的组合，就可以达到模拟训练的相关要求。

竞技小球可以用模拟的方法进行打球和训练的崭新的理念，理念中包括上面提到的三项技术要素，以及将相关的四个变量(吊弦长度，吊件形式，挡板距离，击球选点)量化，数字化，并把练不同的单项技术用不同的参量组合的方法，是由本人首次提出，并加以系统化实用化。希望知识产权得到保护。

2.模拟训练装置

这是模拟神球的主要硬件.因模拟训练的需要，还研制出一套模拟训练装置。该装置由五部分组成，吊弦控制器、导向座，吊钟、可调挡板和各种终端吊件。这套装置的功能就是能自如控制吊弦.在击球时，吊弦的长度，不会因球的重力和运动小球的离心力而发生变化；但在需要调整时，又可方便地用旋钮调整吊弦长短，以满足各单项技术训练的不同需要；并在任何时候都保持装置各部分尼龙线不松不乱。

为达到以上要求，它的技术核心是把尼龙线分成三部分，即存储段、张力段、拉力段。

存储段指大部分绕在线轮上的尼龙线这些就是备用尼龙线。在使用模拟训练装置时，末端吊弦部分的尼龙线，经过一段时间的使用会变形、卷曲，需要剪掉这部分，换新的尼龙线，这时可从吊弦控制器里再转出一部分存储段的尼龙线。

张力段指内线轮引出端至控制器输出口这部分尼龙线。这段尼龙线具有恒张力。也就是说这段尼龙线始终处于拉紧状态。机械原理是，在线轮与金属支架之间，用一压弹簧将两者顶紧，要转动线轮需要克服一定的磨擦力；另外，尼龙线在控制器的出口处，穿过一段被罗丝顶紧的橡胶管，橡胶管对尼龙线也产生一定的磨擦力，当在控制器外面拉紧尼龙线时，或用控制器旋扭收线时，张力段的尼龙线就绷紧了，并始终保持一定的张力.张力大小可用调整橡胶管旁的罗丝来调整实现，并以尼龙线不松不乱为适度。

拉力段指控制器引出的尼龙线，通过竖墙面的导向座，引到屋顶面上的吊钟，尼龙线从吊钟穿过，向下引出到终端系吊件，这部分为拉力段。其中吊钟引下部分的尼龙线，我又另起名称吊弦。吊弦下端连接吊件小球。这段尼龙线直接承受来自终端吊件的各种力，包括不断变化的重力径向分力，向心力，打球的外力等等.所以称之为拉力段或重力段。

这套装置还有二个特点，我模仿流水线生产的传输方式，将尼龙线从吊弦控制器中引出，多次顺利导向，并在理想的地点垂吊。另一个特点是，该装置的导向座和吊钟采用强磁吸附的方法，简捷，方便，利于安装和拆卸，使固定使用和便携使用两者皆可.这套装置的构思，设计，选材，加工，装配，改进等各个环节，从无到有，是我个人摸索而成。这套装置所具有的功能具备了模拟打球的必要条件。

可调挡板是模拟训练装置配置的一部分，虽然是一般的木架子和一块木板，但它在模拟训练中起着重要的作用.因为在模拟打球中，要根据需要经常变化位置来改变碰撞距离，每次需要同时调整挡板面与地面的角度，这是连续击球的必要条件(特别是乒乓球的推挡和抽球)。可调支架采用木质的，金属的或者其他材料.型式可根据条件，可以采用立式的、台式的或壁挂式的。本说明以介绍台式为主。挡板二面可翻用，一面是软质的，可是布或是网、海棉等，一面是硬质的，可用胶合板。有时需要快速反弹，就可使用胶合板面，有时需要延长反弹时间，以满足连续练球的需要，采用软料面作板面，可加大物理冲量中的时间参数量。

终端吊件有乒乓球吊件，羽毛球吊件，双珠吊件，轻重摆吊件，多维摆球吊件，毽球吊件等等。

这套装置技术上所具有的以上提及的一个核心二个特点五个组成部分，是我独自构思的、研发的，希望知识产权受到保护。

3.乒乓球的模拟打法

这是模拟神球软件功能之一.当有了模拟打球的理念，又有了模拟打球的装置，还必需有一套模拟打乒乓球的实施具体办法。使用模拟训练装置，如何进行乒乓球运动各种单项技术的模拟训练。进一步说，四个变量的使用以及恰当的组合。首先，是终端吊件的改制。然后是根据什么来调整吊弦的长短。再则是根据什么来改变挡板的距离或不用挡板。

对于各种乒乓球的单项技术，如推挡，抽球，提拉，削球，搓球，侧旋球，弧圈球等，击球的选点不同，可调挡板的取舍或位置和角度的选择，都是有一定的规定。这些具体的方法也是我的模拟神球的软技术，与装置硬件并存的。

在模拟装置上进行打乒乓球，把打球条件量化和数字化，使用四个变量恰当的参数组合，这些具体的系统的实用方法，是本人首次创举，希望知识产权受到保护。

4.羽毛球的模拟训练方法

这是模拟神球的软件功能之一.通常羽毛球必须在大的空间、体育场或是体育馆内打球。通常要二个人以上才能对打。否则，无戏可唱。但有了这套模拟训练装置，一个人在家里同样可以进行羽毛球的专项技术的模拟训练。所以，模拟神球也是羽毛球的模拟训练器。你可用类似前面提及的，打模拟乒乓球的方法去练习羽毛球的各种单项技术。如平推，正反手提拉，搓球，扣球等等，但不同的技术击球点的选位稍有不同。说明书中说到的这些模拟打羽毛球的具体方法，同样是该发明的软件部分。在训练中，配合使用左上步、右上步、左横跨、右横跨、退步等步法，调整相应的身法和手臂动作，可以迅速提高羽毛球基本动作的质量。模拟打羽毛球有很多独到之处，对练手腕力量，练反手打球的身法和步法，等等都是非常有效的。

世界上首次使用模拟的方法训练羽毛球，并且首次把羽毛球从场馆引到家里来，并且首次能让一个人就可以练羽毛球，并首次使用四个变量和适当的参数组合来配合模拟打羽毛球。这里的四个首次，希望知识产权受到保护。

5.物理现象演变的游戏

串珠复摆游戏  这是模拟神球软件扩展功能之一.由物理复摆现象演变两个游：一个是串珠复摆，另一个是轻重复摆。

串珠复摆由两只乒乓球串连悬吊，上球吊在吊弦中间，下球吊在吊弦末端。这在现代物理学上称为复摆，可用来锻炼身体和游戏。这两个游戏的打法仍遵循模拟神球的三个技术要素中的两个，打切线球和在垂面范围内，不需要挡板。由于上球和下球摆动有个时间差，两球既互相影响、又有一定的规律性。若要连续地不间断地摆动起来，必须小心地控制自己的击球力量和击球方向，还要掌握打球时机，才能即时捉住球，使球连续摆动。要掌握和控制击球的力度并要选择正确的击球点，这是有难度的，需要一段时间的练习，有了经验，有了技巧，掌握了要点，球可以连续摆动，达到游戏和锻炼之目的。用二个乒乓球串接的游戏，是我应用复摆的物理原理，结合模拟神球的方法发明的，是模拟神球的功能之一。

轻重复摆游戏  这也是由物理复摆原理演变的另一个游戏.轻重复摆的打球条件同前面的串珠摆球的游戏一样，只要把一个比乒乓球重若干倍的实心球作为串珠摆球的上球，在和一个乒乓球下球串成复摆，将又是一个游乐天地。原理与上面的串珠复摆相同，但是乒乓球在后期摆动速度突然加快，给人感觉防不胜防。打球时机选择很重要，要等上球摆到最高点，势能最大时，否则能量抵消。打球时，不但方向判断要在先，要快，动作反应要快；而且对击球方向的控制要求更高。因此难度明显增加。还有一个特点是摆动初期要小心控制球的方向和摆动幅度，以多次小力度击打下面的乒乓球，来逐步给中间的重球输入能量，逐步增加摆幅。同样是以次数多摆动稳为佳。但，打球的力度和方向稍有不慎，摆动将无序而失败。原理象飞行中的洲际导弹的小能量控制，加力稍大一点，打乱规律，前功尽弃。实心球的重量是可选择的.实心球的重量与乒乓球摆动后期的速度成正比，重量比大，速度变化越快，捕捉球的难度越大，这种难度恰恰增加了这种游戏的趣味。

呼啦球游戏

呼啦球，这是利用物理圆锥摆原理演变的游戏.圆锥摆在物理书上作为理想条件下的一种摆动现象，但是同模拟神球的原理结合，又衍生出两个技巧游戏，一个是呼啦球，另一个是飞天球。呼拉球的使用条件，仍然是使用一般的乒乓球悬吊，并用拍子打切线球，但打法稍有不一样。首先，要遵循打切线球的原则，但摆球范围不在垂面上，而在上上下下无数个水平面上。因此，击球的方向与前者大大不同，拍子总是横向打球，力的方向永远平行于地面，并且，切于轨道圆。呼拉球的摆面是平行于地面，根据击球力的大小，摆面上下浮动，轨道形状似无形的呼啦圈上下翻飞。其击球特点是根据前一个无形圈的高度选择击球点.但，必须是无形圈圆的切线方向。

飞天球

这是呼啦球游戏的扩展.飞天球使用条件是需要一个硬的接长杆，杆长一米左右，使用吊弦要短于一米。打法同呼啦球，但球的摆面没有限制，平行于地面也可，不平行也可，全方位，打球的选点是整个球面，球的轨迹也是一个整个球面。只要让开吊杆，打切线球即可。这两个游戏难度要大于串珠复摆和轻重复摆。难度大，使游戏更有刺激性，运动量更大，对身体的很多方面，都具有挑战性。这两个游戏也是模拟神球的功能之一，同时也是软件内容的一部分。希望权利受到保护。

以上首次利用物理原理复摆现象和圆锥摆现象，同模拟神球的方法结合起来，发明了以上四个技巧游戏：串珠复摆，轻重复摆，呼啦球和飞天球.这四个游戏也是模拟神球的功能之一，本人希望权利受到保护。

6.毽球的模拟应用

这是模拟神球的软件功能之一.毽球是大众体育项目之一，我国不少地区还有这方面比赛。在模拟神球装置上训练毽球，是该发明的功能之一。毽子选用一般羽毛丰满，并且羽毛分布均匀的普通鸡毛毽子，它的悬吊特点同样是吊弦延长线通过毽子重心，这样做是为了使毽子飞行的姿态平稳，利于用脚踢和碰撞后顺利返回。踢毽子的踢法同打乒乓球、羽毛球一样，无论用左右脚或用脚背、脚左右侧、脚跟，踢的方向必须在垂面摆动轨迹圆弧的切线方向，快慢结合，强弱相间，步法、身法加上去，可以连续踢，并可不断变花样，一个人也可自得其乐，乐在其中。

模拟训练毽球，也是模拟神球功能的一部分，希望权利受到保护。

7.多维神球

这是模拟神球的特殊硬件.为了训练乒乓球的弧圈球和侧旋球等高难度动作，而专门研制的一种特殊的球。在模拟装置上打球时，球本身已在三维空间中摆动。如吊弦系的是一般的乒乓球，提拉弧圈球，让球上旋或侧旋是困难的.因为旋转会把尼龙绳线卷曲，使吊弦变短，影响球的正常摆动.吊弦忽长忽短会使摆动变得无序，影响训练效果。为此，经过多方面的考虑，我特制了一种球，我称为多维神球。特制的多维神球，本身可以三个平面旋转。击球时，一部分分力使球在三维空间里摆动；一部分分力变成球的三个面分别旋转的动力。击球的方向及力量的大小，决定各个面旋转的强弱。

如在球面涂上不同感光材料或安装高强度发光二极管，可以更直观地反映出弧圈球和侧旋球的运动状态.在连续打球时，更容易判断击球效果和如何调整击球姿势，利于提高和改进打弧圈球和侧旋球的水准。打模拟神球时，在三维空间摆动的多维神球，球自身还可三个面六个方向转动，那么在某一个面上的一个质点来讲，可以说是在多维系统中运动。多维能更客观更清楚地描述乒乓球的运动状态。

多维神球也是本发明装置关键部件，也是模拟打乒乓球的核心技术，是本人首创，希权利受到保护。

以上七项权利要求，希望受到保护。

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