CN112435547A - 一种乒乓球动态旋转演示仪 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种乒乓球动态旋转演示仪，演示仪包括箱体、平移组件、阻力调节组件、球体和驱动组件；所述箱体包括底板、横板和纵板，所述平移组件设置在底板上方，且所述平移组件的前侧与前端两纵板固定连接，所述平移组件的后侧与后端两纵板固定连接；所述阻力调节组件固定连接在平移组件中部的前后两侧之间，所述球体设置在阻力调节组件中部并与平移组件转动连接，所述驱动组件转动连接在前后两端的纵板之间，且所述驱动组件与阻力调节组件的前后两端固定连接。本发明结构简单，使用方便，可以帮助学生直观的理解上、下旋球运动时周围气体变化规律，及空气阻力对球体运动轨迹改变的规律，对提升技术理论教学效果具有重大实际意义。

Description

一种乒乓球动态旋转演示仪

技术领域

本发明涉及体育用品技术领域，尤其涉及一种乒乓球动态旋转演示仪。

背景技术

乒乓球技术理论教学时，为了让学生理解上旋球和下旋球在空中飞行时的弧线变化及其原因，通常结合图解采用流体力学原理进行分析讲解；上旋和下旋飞行时弧线变化规律是：乒乓球在空中旋转飞行时，带动球体周围的空气也随着球的转动而转动，这是因为流体都具有粘滞性的特性。由于粘滞性的作用，在球体的周围形成有规律转动的气流，称之为环流。由于旋转方向的不同，引起空气气流对球体不同部位的压力也不同，当球的旋转性质为上旋时，在球的周围形成跟随其转动的气流，而此时气流流线的方向由前向后(与球飞行方向相反)，则球的上部流线同球周围的环流方向相反，上部球体流线方向同球周围的环流方向相同，因此，空气流线同球体周围环流流线方向一致的，则球体该部流速快，反之，空气流线同球体周围环流流线方向相反的，则球体该部流速慢，例如当球的旋转性质为上旋时，在球的周围形成跟随其转动的环流，球体上部流速慢、球体下部流速快。根据流体力学中的柏努利方程可知，流速越快，压强越小，流速越慢，压强越大，故上旋球上部压强大，下部压强小，出现上、下压力差，使球在运动弧线轨迹呈“下潜”状态，当球的旋转性质为下旋时，它的情况正好与上旋相反。

现行乒乓球教学及训练中，由于没有相关适合的教具配合示范讲解上述知识，很难让学生充分理解乒乓球在空中飞行时的弧线变化规律；本申请人前期研发的乒乓球旋转环流演示仪对乒乓球技术理论的教学和训练起到了较好的辅助作用，但在实践运用过程中，发现该演示仪器仅能演示上旋球和下旋球旋转规律，但该演示仪的球体不能进行前后运动，无法演示运动中的乒乓球及周围气流变化情况，演示效果不佳。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的在于提供一种既能使球体沿着轴旋转，又能在旋转的同时进行前后运动，从而演示出周围气流对球体飞行时弧线变化的影响，使学生能够充分理解球体在飞行时变化规律的一种乒乓球动态旋转演示仪。

本发明采用的技术方案如下：

本发明所提出的一种乒乓球动态旋转演示仪，包括箱体、平移组件、阻力调节组件、球体和驱动组件；所述箱体包括底板、横板和纵板，所述横板分别对称设置在底板的前后两端，所述纵板分别对称设置在两横板左右两端的内侧，所述平移组件设置在底板上方，且所述平移组件的前侧与前端两纵板固定连接，所述平移组件的后侧与后端两纵板固定连接；所述阻力调节组件固定连接在平移组件中部的前后两侧之间，所述球体设置在阻力调节组件中部并与平移组件转动连接，所述驱动组件转动连接在前后两端的纵板之间，且所述驱动组件与阻力调节组件的前后两端固定连接。

进一步的，所述平移组件包括上轨道、下轨道、轴杆、球轴、轮子和纵架；所述上轨道、下轨道分别对称固定连接在左侧两纵板的上端部和右侧两纵板的上端部之间，所述轴杆分别间隔一定距离的对称设置在球轴的前后两侧，所述球体转动连接在球轴的中部，所述轴杆和球轴的左右两侧均转动连接有轮子，所述轮子分别滑动配合在左右两侧的上个轨道和下轨道之间，所述纵架分别对称固定连接在轴杆和球轴的左端部及右端部之间。

进一步的，所述阻力调节组件包括立架、环圈、阻力杆和调节箭头；所述立架间隔一定距离的对称设置在环圈的前后两侧，所述环圈环绕在球体外部，所述立架分别与前后两侧的轴杆中部固定连接，所述阻力杆分别纵向间隔一定距离的固定连接在环圈外圆周与两侧的立架之间，所述调节箭头分别设置在环圈和各阻力杆上且方向可调。

进一步的，所述球体为球套，所述球体内中部的左右两侧通过轴承与球轴转动连接，且所述球体外中部的左右两侧设置有紧固螺母。

进一步的，所述驱动组件包括左齿轮、右齿轮、左轴、右轴、左轴套、右轴套、传送带和摇柄；所述左齿轮转动连接在左轴的中部，所述左轴的两端通过左轴套转动连接在后侧两纵板的上部之间；所述右齿轮转动连接在右轴的中部，所述右轴的两端通过右轴套转动连接在前侧两纵板的上部之间，所述左齿轮和右齿轮之间通过传送带连接，且所述传送带的上部分别与前后两侧的立架中部固定连接；所述摇柄与右轴套的外端部固定连接。

进一步的，所述底板一侧的底部固定连接有L形板，所述L形板底部设置有固定螺栓。

本发明与现有技术相比具有以下有益效果：

本发明结构简单，使用方便，所述演示仪的球体铰接球轴，方便球体沿着球轴旋转，球轴两端连接轮子，轮子设置在轨道内，方便演示球旋转且同时向前或向后运动的现象；教师可结合该演示仪讲解上旋球和下旋球的运动规律，可以帮助学生直观的观察上、下旋球运动时周围气体变化规律，以及上、下旋球运动时空气阻力对球体运动轨迹改变规律，从而，帮助学生对乒乓球运动规律的充分理解；综上，采用该演示仪辅助乒乓球理论教学，能够有效提高学生的学习兴趣，同时使教学手段更加规范和科学，更具有说服力，应用该演示仪对提高乒乓球技术理论教学效果具有重大实际意义。

附图说明

图1是本发明所提出的一种乒乓球动态旋转演示仪一个实施例的整体结构示意图；

图2是图1中球体与球轴的连接结构示意图。

其中，附图标记：1-箱体；2-平移组件；3-阻力调节组件；4-球体；5-驱动组件；11-底板；12-横板；13-纵板；14-L形板；15-固定螺栓；21-上轨道；22-下轨道；23-轴杆；24-球轴；25-轮子；26-纵架；31-立架；32-环圈；33-调节箭头；34-左上杆；35-左中杆；36-左下杆；37-右上杆；38-右中杆；39-右下杆；41-轴承；42-紧固螺母；51-左齿轮；52-右齿轮；53-左轴；54-右轴；55-左轴套；56-右轴套；57-传送带；58-摇柄。

具体实施方式

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做以简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

需要说明的是，在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“顶部”、“底部”、“一侧”、“另一侧”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作。

参见附图1至2，给出了本发明所提出的一种乒乓球动态旋转演示仪一个实施例的具体结构。该演示仪包括箱体1、平移组件2、阻力调节组件3、球体4和驱动组件5；所述箱体1包括底板11、横板12和纵板13，所述横板12分别对称固定连接在底板11的前后两端，所述纵板13分别对称设置在两横板12左右两端的内侧，且前后两端同一侧的纵板13之间间隔一定距离，所述底板11一侧的底部固定连接有L形板14，且所述L形板14底部中心处设置有固定螺栓15，通过所述L形板14和固定螺栓15可将演示仪固定在乒乓球台面上，即底板11放置在球台上面，通过L形板14卡合在球台的一端，并通过拧紧固定螺栓15完成固定；所述平移组件2设置在底板11上方，且所述平移组件2的前侧与前端两纵板13固定连接，所述平移组件2的后侧与后端两纵板13固定连接；所述阻力调节组件3固定连接在平移组件2中部的前后两侧之间，所述球体4设置在阻力调节组件3中部并与平移组件2转动连接，所述驱动组件5转动连接在前后两端的纵板13的上部之间，且所述驱动组件5上部的两侧分别与阻力调节组件3的前后两端固定连接。

其中，所述平移组件2包括上轨道21、下轨道22、轴杆23、球轴24、轮子25和纵架26；所述上轨道21、下轨道22分别对称固定连接在左侧两纵板13的上端部和右侧两纵板13的上端部之间，同一侧的上轨道21和下轨道22相互平行且纵向间隔一定距离，所述轴杆23分别对称设置在球轴24的前后两侧，且均与球轴24间隔一定距离，所述球体4转动连接在球轴24的中部，所述球体4为球套，所述球体4中部设置有中心通孔，所述中心通孔的左右两侧内部通过轴承41与球轴24转动连接，且所述中心通孔左右两侧外部设置有紧固螺母42，用于防止球体4横向窜动；所述轴杆23和球轴24的左右两侧均转动连接有轮子25，所述轮子25分别滑动配合在左右两侧的上个轨道21和下轨道22内的滑槽之间，所述纵架26分别对称固定连接在轴杆23和球轴24的左端部及右端部之间。

所述阻力调节组件3包括立架31、环圈32、阻力杆和调节箭头33；所述立架31间隔一定距离的对称设置在环圈32的前后两侧，所述环圈32环绕在球体4的外部，所述立架31分别与前后两侧的轴杆23中部固定连接，本实施例中，所述阻力杆包括左上杆34、左中杆35、左下杆36、右上杆37、右中杆38和右下杆39，所述左上杆34、左中杆35和左下杆36分别纵向间隔一定距离的固定连接在环圈32外圆周后侧与后侧立架31的上中下部之间，所述右上杆37、右中杆38和右下杆39分别纵向间隔一定距离的固定连接在环圈32外圆周前侧与前侧立架31的上中下部之间，且所述左右两侧阻力杆相互对称布置，所述调节箭头33分别设置在环圈32和各阻力杆上且方向可调。

所述驱动组件5包括左齿轮51、右齿轮52、左轴53、右轴54、左轴套55、右轴套56、传送带57和摇柄58；所述左齿轮51转动连接在左轴53的中部，所述左轴53的两端通过左轴套55转动连接在后侧两纵板13的上部之间；所述右齿轮52转动连接在右轴54的中部，所述右轴54的两端通过右轴套56转动连接在前侧两纵板13的上部之间，所述左齿轮51和右齿轮52位于同一水平线上且相互对称，所述左齿轮51和右齿轮52之间通过传送带57连接，且所述传送带57的上部分别与前后两侧的立架31中部固定连接；所述摇柄58与一侧右轴套56的外端部固定连接。

本发明的工作原理在于：当演示球体4向对方半台运动且旋转性质为上旋球运动规律时，拧动环圈32上的调节箭头33，使其指向逆时针方向，同时拧动六个空气阻力杆上的调节箭头33，使其指向与球体4运动相反的方向(本方半台方向)，转动球体4，使其沿着球轴24向前旋转，然后，摇动摇柄58，使球体4向前运动(对方半台方向)，并结合演示讲解，这时球4的旋转性质为上旋，在球体4的周围形成跟随其转动的环流，如环圈32向气体的环流，球体4上部由于遇到空气阻力方向与环流方向形成对流，所以流速慢、球体下部由于遇到空气阻力方向与环流方向形成顺流，所以流速快，根据流体力学中的柏努利方程可知，流速越快，压强越小，流速越慢，压强越大，故上旋球上部压强大，下部压强小，出现上、下压力差，使球在运动弧线轨迹呈“下潜”状态。

当演示球体4向对方半台运动且旋转性质为下旋球运动规律时，拧动环圈32上的调节箭头33，使其指向顺时针方向，同时拧动六个空气阻力杆上的调节箭头，使其指向与球体4运动相反的方向(本方半台方向)，转动球体4，使其沿着球轴24向后旋转，然后，摇动摇柄58，使球体4向前运动(对方半台方向)，并结合演示讲解，这时球4的旋转性质为下旋，在球体4的周围形成跟随其转动的环流，如环圈4向气体的环流，球体4上部由于遇到空气阻力方向与环流方向形成顺流，所以流速快，球体4下部由于遇到空气阻力方向与环流方向形成逆流，所以流慢快，根据流体力学中的柏努利方程可知，流速越快，压强越小，流速越慢，压强越大，故下旋球上部压强小，下部压强大，出现上、下压力差，使球在运动弧线轨迹呈“上翘”状态。

当演示对方回击出的上旋球轨迹及落台后的反弹规律时，即球体4向本方半球台运动且旋转性质为上旋球运动规律时，拧动环圈32上的调节箭头33，使其指向顺时针方向，同时拧动六个空气阻力杆上的调节箭头33，使其指向与球体4运动相反的方向(对方半台方向)，转动球体4，使其沿着球轴24向后旋转，然后，摇动摇柄58，使球体4向后运动(本方半台方向)，并结合演示讲解，这时向本方运动球4的旋转性质为上旋，在球体4的周围形成跟随其转动的环流，如环圈32向气体的环流，球体4上部由于遇到空气阻力方向与环流方向形成对流，所以流速慢，球体4下部由于遇到空气阻力方向与环流方向形成顺流，所以流速快，故上旋球上部压强大，下部压强小，出现上、下压力差，所以对方打来的上旋球运动轨迹呈“下潜”状态，球在空中飞行时，下降得较快，从而增大了弧线曲度，缩短了打出距离，碰台后，前冲速度加快，平挡时，球向上飞，因此，还击上旋球时，来球旋转越强，越要减小弧线曲度，缩短打出距离，避免回球过高或出界。

以上所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。

Claims (6)

1.一种乒乓球动态旋转演示仪，其特征在于：所述演示仪包括箱体、平移组件、阻力调节组件、球体和驱动组件；所述箱体包括底板、横板和纵板，所述横板分别对称设置在底板的前后两端，所述纵板分别对称设置在两横板左右两端的内侧，所述平移组件设置在底板上方，且所述平移组件的前侧与前端两纵板固定连接，所述平移组件的后侧与后端两纵板固定连接；所述阻力调节组件固定连接在平移组件中部的前后两侧之间，所述球体设置在阻力调节组件中部并与平移组件转动连接，所述驱动组件转动连接在前后两端的纵板之间，且所述驱动组件与阻力调节组件的前后两端固定连接。

2.根据权力要求1所述的一种乒乓球动态旋转演示仪，其特征在于：所述平移组件包括上轨道、下轨道、轴杆、球轴、轮子和纵架；所述上轨道、下轨道分别对称固定连接在左侧两纵板的上端部和右侧两纵板的上端部之间，所述轴杆分别间隔一定距离的对称设置在球轴的前后两侧，所述球体转动连接在球轴的中部，所述轴杆和球轴的左右两侧均转动连接有轮子，所述轮子分别滑动配合在左右两侧的上个轨道和下轨道之间，所述纵架分别对称固定连接在轴杆和球轴的左端部及右端部之间。

3.根据权力要求2所述的一种乒乓球动态旋转演示仪，其特征在于：所述阻力调节组件包括立架、环圈、阻力杆和调节箭头；所述立架间隔一定距离的对称设置在环圈的前后两侧，所述环圈环绕在球体外部，所述立架分别与前后两侧的轴杆中部固定连接，所述阻力杆分别纵向间隔一定距离的固定连接在环圈外圆周与两侧的立架之间，所述调节箭头分别设置在环圈和各阻力杆上且方向可调。

4.根据权力要求2所述的一种乒乓球动态旋转演示仪，其特征在于：所述球体为球套，所述球体内中部的左右两侧通过轴承与球轴转动连接，且所述球体外中部的左右两侧设置有紧固螺母。

5.根据权力要求3所述的一种乒乓球动态旋转演示仪，其特征在于：所述驱动组件包括左齿轮、右齿轮、左轴、右轴、左轴套、右轴套、传送带和摇柄；所述左齿轮转动连接在左轴的中部，所述左轴的两端通过左轴套转动连接在后侧两纵板的上部之间；所述右齿轮转动连接在右轴的中部，所述右轴的两端通过右轴套转动连接在前侧两纵板的上部之间，所述左齿轮和右齿轮之间通过传送带连接，且所述传送带的上部分别与前后两侧的立架中部固定连接；所述摇柄与右轴套的外端部固定连接。

6.根据权力要求1所述的一种乒乓球动态旋转演示仪，其特征在于：所述底板一侧的底部固定连接有L形板，所述L形板底部设置有固定螺栓。

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