CN108042990B - 一种训练用乒乓球及其成型装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种训练用乒乓球及其成型装置，乒乓球椭球面长轴略大于国际比赛现用大球直径，短轴略小于国际比赛原用小球直径，壳体壁厚均匀且重量略大于国际乒乓球联合会规定用球重量，可通过本发明所给成型装置一次旋转整体滚塑成型，所述成型装置主要包括第一主轴部套、第二主轴部套、第一副轴部套、第二副轴部套、模具部套和动力控制部套，所述两主轴部套同轴布置且两主轴均可独立旋转，所述两副轴均为从动轴，且在外端分别设有锥齿轮一和锥齿轮二。本发明利用椭圆乒乓球弹跳方向突变与常规预判不符的特点，以达到在正规比赛中减少失误的目的，并给出一套结构简单紧凑，占用空间小，操作方便的专用成型装置。

Description

一种训练用乒乓球及其成型装置

技术领域

本发明涉及体育运动器材领域，特别涉及一种球类运动器材，具体地，涉及一种训练用乒乓球及其成型装置。

背景技术

乒乓球是一种世界流行的球类体育运动项目，乒乓球运动的最大魅力在于旋转，所以制造旋转是重要得分手段，同时也成为比赛中最大的得分障碍。对于从事该运动的专业选手而言，快速调整重心和快速移动身体是必备基本能力，该能力很大程度上取决于先天天赋，其次依赖于后天训练和培养。目前身体快速移动主要是通过步法训练实现，而重心快速调整训练也多附加于步法训练中，如跨步、跳步、并步和交叉步训练等。

正常的乒乓球都为球形，球飞行轨迹正常，容易预先判断飞行轨迹，不规则的乒乓球形状，受不对称空气摩擦影响，球飞行轨迹无法和球形相比，增加训练难度。

目前标准乒乓球成型工艺比较复杂，多采用合球工艺加工成型，现有双轴离心旋转滚塑成型技术很难满足需求。首先，双轴安装工艺的对中性无法满足成型精度需要，两轴向转速差要求也极其苛刻，否则就会造成乒乓球壁厚不均匀。其次，采用合球工艺，对两半球接缝处可通过削边和打磨工艺获得高质量外表面，但对于内表面接缝处的飞边就无法消除，因此会造成乒乓球质量分布均匀，弹跳规律性被破坏。最后，合球工艺的前工序均包括压片、烘干和半球成型等，工序较多，工艺复杂，因此所用设备较为庞大，带来占地面积大，操作逻辑性相对较为繁琐和成本较高的缺点。

本发明所给成型装置，一方面避占地面积大、操作性不强和工艺繁琐成本较高的缺点，另一方面，现有标准乒乓球成型工艺和装置存在的问题，如安装工艺中对中性差，两轴向转速控制精度较低，乒乓球内表面无法实施削边和打磨工艺等方面导致的乒乓球质量分布不均和弹跳规律性被破坏等缺陷，却恰恰成为本发明中的优点。

本发明所给成型装置为一次旋转整体滚塑成型，成型前无需压片、烘干、半球制作、合球等工艺，成型后所得训练用乒乓球为无缝结合，外表面不存在飞边，也无需比削边、表面打磨等后续工艺。

发明内容

本发明目的之一：提供一种训练用乒乓球，飞行中可以随机改变轨迹，无法正常预判落点，增加训练难度，提高运动员快速调整重心和快速移动身体的能力。

本发明目的之二：提供一种训练用乒乓球成型装置，乒乓球一次旋转成型，两轴向转速根据乒乓球长轴和短轴差值进行设定，模具部套通过感温元件在冷却阶段控制伺服电机的转速变化实现乒乓球的壳体厚度均匀。

本发明采用以下技术方案：一种训练用乒乓球，由壳体构成，其中壳体的内表面和外表面均为椭球面，外表面椭球面长轴略大于国际比赛现用大球直径，外表面椭球面短轴略小于国际比赛原用小球直径，壳体壁厚均匀，且乒乓球重量略大于国际乒乓球联合会规定用球重量。

乒乓球外表面长轴范围为40.00~41.00mm，短轴范围为36.00~38.00mm；壳体壁厚范围为0.28~0.31mm；乒乓球重量范围为2.60~2.80g。

一种训练用乒乓球的成型装置，包括:第一主轴部套、第二主轴部套、第一副轴部套、第二副轴部套、模具部套和动力控制部套，其中第一主轴部套，第二主轴部套中第一主轴和第二主轴同轴布置且均可独立旋转，所述第一副轴部套，第二副轴部套中第一副轴和第二副轴均为从动轴，且在两副轴外端分别设有锥齿轮一和锥齿轮二，同时与第二主轴末端锥齿轮齿圈啮合；所述模具部套包括阳模和阴模，所述阳模上的凹型面结构与第一副轴上型面结构连接，所述阴模上的锥坑与第二副轴上锥顶结构之间实现模具部套定位;所述动力控制部套包括和控制器连接的伺服电机、无线收发模块。

进一步所述模具部套在第一主轴驱动下绕两主轴方向旋转，同时在第一副轴驱动下绕两副轴方向旋转，两轴向转速根据乒乓球长轴和短轴差值进行设定，设定后模具部套两轴向转速由伺服驱动器保持固定比例。

进一步所述模具部套上固定有和无线收发模块连接的感温元件，无线收发模块将模具部套的温度数值发送给控制器，通过伺服驱动器在模具部套冷却阶段控制伺服电机转速变化。

进一步所述锥齿轮一与第一副轴之间设置为键联接，所述锥齿轮二与第二副轴之间相对转动。

进一步所述第二主轴部套端部设有红外加热装置。

进一步所述第二副轴沿轴上导向键向外平移，第二副轴外端设有复位弹簧，内端设有限位，平移行程略大于模具部套上锥坑深度尺寸。

本发明有益效果：本发明利用椭圆乒乓球弹跳方向突变与常规预判不符的特点，以达到训练运动员重心快速调整和身体快速移动的能力，同时所述椭球乒乓球专用成型装置结构简单紧凑，占用空间小，两轴向转速根据乒乓球长轴和短轴差值进行设定，模具部套通过感温元件在冷却阶段控制伺服电机的转速变化实现乒乓球的壳体厚度均匀以及无缝一体成型。

附图说明

现参照附图和具体实施方式对本发明结构特征、技术原理及实施方式做进一步说明。

图1为训练用乒乓球的剖视图。

图2为本发明成型装置的示意图。

图3为第一主轴部套的示意图。

图4为第二主轴部套的示意图。

图5为第一副轴部套的示意图。

图6为第二副轴部套的剖视图。

图7为第一副轴的示意图。

图8为第二副轴的示意图。

图9为模具部套中阳模的三视图。

图10为模具部套中阴模的三视图。

图11为动力控制部套的逻辑示意图。

其中：1. 乒乓球 11. 内表面 12. 外表面 13. 壳体 3. 机架 4. 第一主轴部套41. 第一主轴42. 连接盘 5. 第二主轴部套 51. 第二主轴 52. 锥齿轮齿圈 6. 第一副轴部套 61. 第一副轴 611. 型面结构 62. 锥齿轮一 63. 安装臂一 7. 第二副轴部套71. 第二副轴 711. 锥顶 72. 复位弹簧 73. 限位 74. 导向键 75. 锥齿轮二 76. 拉手77. 安装臂二 8. 模具部套 81. 阳模 811. 凹型面结构 82. 阴模 821. 锥坑 83. 感温元件 84. 红外加热装置 9. 动力控制部套 91. 伺服电机 92. 伺服驱动器 93. 控制器94. 无线收发模块。

具体实施方式

为使本发明实现的训练用乒乓球成型装置的技术原理易于被本领域技术人员了解，下面结合具体附图对本发明进行详细阐述，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。

实施例1：如图1所示，一种训练用乒乓球，由壳体13构成，壳体13的内表面11和外表面12均为椭球面，外表面12椭球面长轴略大于国际比赛现用大球直径，外表面12椭球面短轴略小于国际比赛原用小球直径，壳体13壁厚均匀，且乒乓球1重量略大于国际乒乓球联合会规定用球重量。乒乓球的具体参数为一个范围，乒乓球外表面长轴范围为40.00~41.00mm，短轴范围为36.00~38.00mm；壳体壁厚范围为0.28~0.31mm；乒乓球重量范围为2.60~2.80g。

常见实践操作中乒乓球1外表面12长轴取值40.00mm，短轴取值36.00mm；壳体13壁厚为0.28mm；乒乓球1重量为2.60g。也可以按照如下取值：乒乓球1外表面12长轴取值41.00mm，短轴取值38.00mm；壳体13壁厚为0.31mm；乒乓球1重量为2.80g。还可以取值：乒乓球1外表面12长轴取值40.50mm，短轴取值37.00mm；壳体13壁厚为0.285mm；乒乓球1重量为2.70g。

实施例2：上述乒乓球一体成型，成型装置如图2所示，成型装置包括机架3、第一主轴部套4、第二主轴部套5、第一副轴部套6、第二副轴部套7、模具部套8和动力控制部套9；所述第一主轴部套4，第二主轴部套5中第一主轴41和第二主轴51同轴布置且均可独立旋转，所述第一副轴部套，第二副轴部套中第一副轴61和第二副轴71均为从动轴，且在两副轴外端分别设有锥齿轮一62和锥齿轮二75，同时与第二主轴51末端锥齿轮齿圈52啮合；所述模具部套8包括阳模81和阴模82，所述阳模81与第一副轴61之间设置为键联结，所述阴模82上锥坑821与第二副轴71上的锥顶711之间实现模具部套8的定位，所述动力控制部套9包括和控制器93连接的伺服电机91、无线收发模块94。

第一副轴部套6通过安装臂一63安装在第一主轴部套4的固定在连接盘42上，第一副轴61安装在安装臂一63内部，第一副轴61外端与锥齿轮一62之间设置有键联接，锥齿轮一62与第二主轴部套5末端的锥齿轮齿圈52啮合，并通过键联接将扭矩传递到第一副轴61，第一副轴61内端设有型面结构611，与模具部套8中阴模81上的凹型面结构811之间形成联接关系，并驱动模具部套8与第一副轴同步旋转，见图5，图7和图9。

第二副轴部套7通过安装臂二77固连在连接盘42上，第二副轴71及其配套结构安装在安装臂二77内部，第二副轴外端设有锥齿轮二75，但两者之间不设置周向固定装置，同时与第二主轴部套5末端的锥齿轮齿圈52啮合。即：锥齿轮二75相对第二副轴71可自由转动，两者之间并无扭矩传递。第二副轴内端设有锥顶711，正常工作时与模具部套8中阴模82上锥坑821形成高副联接，保证模具部套8绕第二副轴71的旋转精度，见图6，图8和图10。

第二副轴71可实现轴向平移。模具部套8的准备工作完毕后，通过拉手76向外端拉动第二副轴71，导向键74可引导第二副轴71向外端移动，锥顶711退出后，两副轴内部空间增大，此时可将模具部套8放入并通过凹型面结构811与第一副轴6实现固定。缓慢释放拉手76，第二副轴在复位弹簧72的作用下向内端移动，锥顶711进入锥坑821，实现模具部套8的定位并保证其旋转精度。

若在释放拉手76后，锥顶711并未进入锥坑821，第二副轴7移动一段行程后回触及限位73，但模具部套8并未实现理想定位，可再次将第二副轴7移出，对模具部套8进行重新定位。

第二主轴部套7端部设有红外加热装置84，对模具部套8进行加热促使内部原料变为熔融状态。同时模具部套8上设有感温元件83，当温升达到设定值后停止加热，控制器93启动伺服电机91，模具部套8开始旋转。

模具部套8在第一主轴41驱动下可绕两主轴方向旋转，同时又可在第一副轴61驱动下绕两副轴方向旋转，模具部套8的两轴向转速可由伺服驱动器92保持固定比例。该比例根据乒乓球1长轴和短轴关系进行设定，设定后第二主轴51的工作转速恒定。若乒乓球1的规格发生变更后，长轴和短轴关系也发生变化，此时只需通过重新设定第二主轴51转速，完成转速比值的重新设定，即可保证模具部套8的旋转精度，无需通过变更锥齿轮一、锥齿轮二或锥齿轮齿圈齿数实现新的转速比值。

乒乓球1长轴和短轴两方向处壁厚取决于两方向的离心力，而离心力与转速的平方成正比，与旋转半径成反比，由此获得第一副轴61和第一主轴41之间的转速比。本发明中成型装置可以模化为周转轮系，由此可以计算出第二主轴51所需的设定转速。以前述三种实践操作中乒乓球1外表面长轴和短轴取值为例，在锥齿轮传动齿数比为11，第一主轴41转速为1个单位转速，为1个单位长度的情况下，现给出第二主轴51的转速设定算例如下表。

表：第二主轴转速设定实施例

旋转成型阶段，模具部套8的温度逐渐下降，此时伺服电机91根据温度变化做出实时响应。感温元件83通过无线收发模块94将温度数值发送给控制器93，并由伺服驱动器92在模具部套8温度下降阶段控制伺服电机91转速变化，伺服电机91、伺服驱动器92及其内部编码器形成一个闭环，用于监测两主轴工作状态，见图11。

通过采用上述技术方案，所述乒乓球可由本发明所给成型装置一次旋转整体滚塑成型。

以上仅是结合具体实施例对本发明的技术原理进行描述，本发明保护范围并不仅局限于上述实施例。凡属本发明思路下产生的技术方案，均落入本发明保护范围内。对本行业领域内而言，技术人员在使用本发明技术原理前提下，对其所做一切改进和局部润饰，也应落入本发明保护范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。

Claims (5)

1.一种训练用乒乓球的成型装置，包括：第一主轴部套（4）、第二主轴部套（5）、第一副轴部套（6）、第二副轴部套（7）、模具部套（8）和动力控制部套（9），其特征在于：所述第一主轴部套，第二主轴部套中第一主轴（41）和第二主轴（51）同轴布置且均可独立旋转，所述第一副轴部套，第二副轴部套中第一副轴（61）和第二副轴（71）均为从动轴，且在两副轴外端分别设有锥齿轮一（62）和锥齿轮二（75），同时与第二主轴（51）末端锥齿轮齿圈（52）啮合；所述模具部套（8）包括阳模（81）和阴模（82），所述阳模（81）上的凹型面结构（811）与第一副轴（61）上型面结构(611)连接，所述阴模（82）上的锥坑（821）与第二副轴（71）上锥顶结构之间实现模具部套（8）定位；所述动力控制部套（9）包括和控制器（93）连接的伺服电机（91）、无线收发模块（94）；所述锥齿轮一（62）与第一副轴（61）之间设置为键联接，所述锥齿轮二（75）与第二副轴（71）之间相对转动；

所述第二主轴部套（5）端部设有红外加热装置；

其中训练用乒乓球，由壳体（13）构成，所述壳体（13）的内表面（11）和外表面（12）均为椭球面，外表面（12）椭球面长轴略大于国际比赛现用大球直径，外表面（12）椭球面短轴略小于国际比赛原用小球直径，壳体（13）壁厚均匀，且乒乓球（1）重量略大于国际乒乓球联合会规定用球重量。

2.根据权利要求1所述的一种训练用乒乓球的成型装置，其特征在于：乒乓球外表面长轴范围为40.00~41.00mm，短轴范围为36.00~38.00mm；壳体（13）壁厚范围为0.28~0.31mm；乒乓球重量范围为2.60~2.80g。

3.根据权利要求1所述的一种训练用乒乓球的成型装置，所述模具部套（8）在第一主轴（41）驱动下绕两主轴方向旋转，同时在第一副轴（61）驱动下绕两副轴方向旋转，两轴向转速根据乒乓球（1）长轴和短轴差值进行设定，设定后模具部套（8）两轴向转速由伺服驱动器（92）保持固定比例。

4.根据权利要求1所述的一种训练用乒乓球的成型装置，其特征在于：所述模具部套（8）上固定有和无线收发模块（94）连接的感温元件（83），无线收发模块（94）将模具部套（8）的温度数值发送给控制器（93），通过伺服驱动器（92）在模具部套（8）冷却阶段控制伺服电机（91）转速变化。

5.根据权利要求1所述的一种训练用乒乓球的成型装置，所述第二副轴（71）沿轴上导向键（74）向外平移，第二副轴外端设有复位弹簧（72），内端设有限位（73），平移行程略大于模具部套上锥坑深度尺寸。

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