CN105628323B - 网球拍动态测试装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种网球拍动态测试装置及方法，包括模拟网球发射部分和相关测试部分，所述模拟网球发射部分包括发射炮整体机台、控制箱、炮筒和平脚，所述控制箱内安装有电磁阀、压力表、气管和气缸，所述气缸通过气管与炮筒相连；所述测试部分包括沿网球运动轨迹依次安装的测速门、网球拍固定结构、激光位移传感器和高速相机，其中激光位移传感器用于测试网球撞击拍面时的位移变化量，高速相机用于记录拍弦的变化过程。本发明集网球发射，网球速度和撞击过程中拍弦变形的测试于一体，为理论研究提供巨大的方便，充分体现了装置的多功能性与完整性。

Description

网球拍动态测试装置及方法

技术领域

本发明涉及一种测试装置，具体涉及一种集网球发射，网球速度和撞击过程中拍弦变形的测试于一体的网球拍动态测试装置及方法。

背景技术

随着我国国民经济的不断发展以及全民健身运动的推广，群众性的网球运动悄然兴起，在中国，网球已经走向大众化，成为全社会的运动项目。网球运动和其他运动一样都有两面性，它可以提高练习者的身体健康，但它也会产生运动伤害。为使职业选手能很快的提高网球技术水平，使更多的业余爱好者尽快的掌握网球运动中的技术要领，避免运动伤害，开展深入的研究显得尤为必要。

现在市面很少有集网球发射及相关测试于一体的装置，大多为单一装置，如只为发球所设计的网球发射机，其并没有后续的一些测试装置，这就使得后续研究的一些数据获取变得困难。另外一些装置只有测试部分，并不能真正的模拟网球发射的过程。现有的关于网球研究装置也仍然存在一些设计上的不足：现有所设计的模型与研究大多为静态，而非动态；实验设计装置过于简单化，不能满足设计要求；装置过于笨重，不便移动。设计一台集网球发射，网球速度和撞击过程中拍弦变形测试于一体的装置已成为亟待解决的技术问题。

发明内容

发明目的：本发明的目的是克服现有技术中的不足，设计一台集网球发射，网球速度和撞击过程中拍弦变形测试于一体的装置。。

技术方案：为了实现上述目的，本发明的网球拍动态测试装置，包括安装在机架上的模拟网球发射部分和相关测试部分，

所述模拟网球发射部分包括发射炮整体机台、控制箱、炮筒和平脚，所述控制箱内安装有电磁阀、压力表、气管和气缸，所述气缸通过气管与炮筒相连，所述电磁阀和压力表安装在气管上，所述平脚用于调整炮筒的发射角度；通过调整炮筒的发射角度，以满足不同角度的测试要求，通过调整压力表数据的大小，可以产生不同的压力，以达到不同的发射速度。

所述测试部分包括沿网球运动轨迹依次安装的测速门、网球拍固定结构、激光位移传感器和高速相机，所述测速门上安装有测速传感器，所述网球拍固定结构具有用于夹持网球拍的上下两板与螺母螺钉；所述激光位移传感器用于测试网球撞击拍面时的位移变化量，所述高速相机用于记录在网球撞击拍面时的拍弦的变化过程。

所述测速门包括第一测速门和第二测速门，所述第一测速门靠近炮筒出口，所述第二测速门靠近网球拍固定结构，可以近似测出网球的速度。

所述机架是整体机构框架，采用铝型材与铝型材连接件进行搭建，这样避免了传统装置笨重的缺点；而且为了保证在网球击打拍面时候，测试部分不会发生一定，利用若干连接板将发射炮与测试部分连接起来，形成一个整体装置，这样既可以满足测试要求，又可以保证装置的稳定性，确保测试数据的准确性。

所述网球拍固定结构的后方的机架形成三角形支撑架，所述网球拍固定结构下方具有承重结构，所述承重结构与机架之间连接有用于调整高度的螺杆。

使用时，模拟网球发射部分主要包括发射炮整体机台、控制箱、炮筒、气管、气缸、平脚等。利用电磁阀、压力表、气管、气缸、触摸屏等组成发射炮控制箱，配合相关的螺母螺栓，形成一个完整的发射炮。测试部分主要包括机械整体机构框架、测速门、高速相机、激光位移传感器、测速传感器、网球拍固定结构、网球拍承重结构，若干连接板等。在两个测速门上安装测速传感器，将网球拍利用上下两板相夹并配合螺母螺钉进行固定，并将其放在承重结构上，利用螺旋杆和压杆将其固定于整体框架上，在球拍后方安装激光位移传感器，并在其后方安装高速相机。其测试方法包括以下步骤：

步骤1，将网球拍夹持在网球拍固定结构上，并按照测试要求调整发射跑角度与网球拍的高度；

步骤2，通上气源与电源，调整压力表，将网球放在发射口，按下开关，启动发射炮，通过相应的气缸运动，网球自动完成进球、准备、发射等动作；

步骤3，网球依次经过两个测速门，最后撞击在拍弦上，利用测速门测定速度，利用位移传感器测定拍弦位移变形量，利用高速相机记录拍弦的变化过程。

有益效果：本发明集网球发射，网球速度和撞击过程中拍弦变形测试于一体，具有以下显著的进步：

（1）设计装置的多功能性与完整性，本装置既可以模拟网球的发射，又可以测试出网球的速度和相应的变形量，以及拍弦的变化过程，为理论研究提供巨大的方便，充分体现了装置的多功能性与完整性；

（2）设计装置采用铝型材搭建，避免了传统装置的采用钢材的笨重，这样在保证强度的前提下，又能满足实验要求；

（3）装置采用三角的搭建形状，以及利用了若干的连接板，保证了装置的稳定性，从而能过确保测量数据的准确性；

（4）装置结构设计紧凑、合理，操作简单，经济实用，成本低廉；

（5）装置可以根据研究人员不同要求随时进行移动调整，利用下方的平脚随时调整炮筒的角度，利用压力表随时调整压力的大小，以满足不同的研究要求。

（6）研究人员通过本装置既可以模拟网球的发射，又可以测试出球的运行速度以及球与球拍撞击过程中的变化过程，即网球拍所受到的载荷与网球拍产生的变形之间的关系，通过这个关系，可以明确网球的受力情况，对于运动员在击球时有一定的参考价值。

除了上面所述的本发明解决的技术问题、构成技术方案的技术特征以及由这些技术方案的技术特征所带来的优点外，本发明的网球拍动态测试装置及方法所能解决的其他技术问题、技术方案中包含的其他技术特征以及这些技术特征带来的优点，将结合附图做出进一步详细的说明。

附图说明

图1是本发明的整体结构示意图；

图2是图1的主视图；

图3是图1中球拍夹紧部分的结构示意图；

图4是图1中球拍承重部分的结构示意图；

图5是两部分连接板的结构示意图；

图中：发射炮整体机台1、控制箱2、炮筒3、气缸4、平脚5、整体机构框架6、测速门12、高速相机7、网球拍固定结构8、网球拍承重结构11，若干连接板9、上板14、下板13、螺旋杆16、法兰15、压杆17。

具体实施方式

实施例：

本实施例的测试装置如图1至图5所示，主要包括两部分：模拟网球发射部分和相关测试部分。发射炮整体机台1、控制箱2、炮筒3、平脚5、若干气管等组成了网球发射炮。利用电磁阀、压力表、若干气管、气缸4，以及触摸屏等，组成发射炮控制箱2，以控制网球的入球、准备和发射等。最后根据各部分尺寸，配合相关的螺母螺栓，组装各部分，形成一个完整的发射炮，通过调整平脚5，可以调整炮筒3的发射角度，以满足不同的测试要求。通过调整压力表数据的大小，可以产生不同的压力，以达到不同的发射速度。通上气源与电源，将网球放在发射口，按下开关，网球就可以自动完成进球、准备、发球等动作，完成发射。

测试部分主要包括整体机构框架6、测速门12、高速相机7、激光位移传感器、测速传感器、网球拍固定结构8、网球拍承重结构11，若干连接板9等。整体机构框架6采用铝型材并配合铝型材连接件进行搭建，这样避免了传统装置笨重的缺点；在两个测速门12上安装测速传感器，可以近似测出网球的速度；将网球拍利用上板14下板13相夹并配合螺母螺钉进行固定，并将其放在承重结构11上，承重结构11通过相应的螺母螺钉固定在整体机构框架6上；利用四个螺旋杆16、四个法兰15和两个压杆17将其固定于整体机构框架6上；在球拍后方结构10安装激光位移传感器，以便于测试出相应的位移变化量，并在其后方安装高速相机7，记录在网球撞击拍面的时候，拍弦的变化过程，为以后研究提供数据支持。此外为了保证在网球击打拍面时候，测试部分不会发生一定，利用若干连接板9将发射炮与测试部分连接起来，形成一个整体装置，这样既可以满足测试要求，又可以保证装置的稳定性，确保测试数据的准确性。

使用时，具体操作过程如下：按照安装过程将装置安装好，通上气源和电源，将发射炮预热15分钟，调整压力表将压力控制在合理的数值，设置相应的数据参数，当准备工作做好之后，将网球放在进球口，点击触摸屏启动按键，启动发射炮，通过相应的气缸运动，网球自动完成进球、准备、发射等动作，当球发射出之后，依次经过两个测速门，最后撞击在拍弦上，利用测速门12测出了速度，利用拍弦后面的位移传感器测出位移变形量，利用高速相机7记录拍弦的变化过程。

以上结合附图对本发明的实施方式做出详细说明，但本发明不局限于所描述的实施方式。对本领域的普通技术人员而言，在本发明的原理和技术思想的范围内，对这些实施方式进行多种变化、修改、替换和变形仍落入本发明的保护范围内。

Claims (5)

1.一种网球拍动态测试装置，其特征在于：包括安装在机架上的模拟网球发射部分和相关测试部分，

所述模拟网球发射部分包括发射炮整体机台、控制箱、炮筒和平脚，所述控制箱内安装有电磁阀、压力表、气管和气缸，所述气缸通过气管与炮筒相连，所述电磁阀和压力表安装在气管上，所述平脚用于调整炮筒的发射角度；

所述测试部分包括沿网球运动轨迹依次安装的测速门、网球拍固定结构、激光位移传感器和高速相机，所述测速门上安装有测速传感器，所述网球拍固定结构具有用于夹持网球拍的上下两板与螺母螺钉；所述激光位移传感器用于测试网球撞击拍面时的位移变化量，所述高速相机用于记录在网球撞击拍面时的拍弦的变化过程。

2.根据权利要求1所述的网球拍动态测试装置，其特征在于：所述测速门包括第一测速门和第二测速门，所述第一测速门靠近炮筒出口，所述第二测速门靠近网球拍固定结构。

3.根据权利要求1所述的网球拍动态测试装置，其特征在于：所述机架是整体机构框架，采用铝型材与铝型材连接件进行搭建，所述模拟网球发射部分和相关测试部分通过连接板与机架形成整体装置。

4.根据权利要求1所述的网球拍动态测试装置，其特征在于：所述网球拍固定结构的后方的机架形成三角形支撑架，所述网球拍固定结构下方具有承重结构，所述承重结构与机架之间连接有用于调整高度的螺杆。

5.根据权利要求1所述的网球拍动态测试装置的测试方法，其特征在于包括以下步骤：

步骤1，将网球拍夹持在网球拍固定结构上，并按照测试要求调整发射炮角度与网球拍的高度；

步骤2，通上气源与电源，调整压力表，将网球放在发射口，按下开关，启动发射炮，通过相应的气缸运动，网球自动完成进球、准备、发射动作；

步骤3，网球依次经过两个测速门，最后撞击在拍弦上，利用测速门测定速度，利用位移传感器测定拍弦位移变形量，利用高速相机记录拍弦的变化过程。