專利名稱：一種乒乓球發(fā)送機沖擊裝置的制作方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明涉及一種乒乓球發(fā)送機沖擊裝置，屬于體育訓練的設備。
背景技術(shù)：
目前，在體育訓練場館中一般都配備有乒乓球發(fā)送機以供球員練習?，F(xiàn)有的乒乓球發(fā)送機沖擊裝置一般都是以電動機旋轉(zhuǎn)經(jīng)復雜的機構(gòu)變?yōu)椴煌嵌劝l(fā)送乒乓球，其結(jié)構(gòu)復雜，造價高。針對上述問題，中國實用新型專利CN201668939U公開了一種乒乓球電磁發(fā)送機沖擊裝置，其外殼上設有銜鐵蓋，外殼內(nèi)腔裝入電磁線圈，線圈內(nèi)裝入銜鐵，銜鐵推桿固連在銜鐵上，回位彈簧套在銜鐵推桿上，再將設有中心孔的電磁鐵極靴裝入電磁鐵外殼內(nèi)，發(fā)送導管連接在電磁鐵外殼上，銜鐵推桿前端裝有聚氨酯撞擊頭，乒乓球從發(fā)送導管上設有的乒乓球入口注入。工作時，給電磁線圈送入經(jīng)調(diào)整后的脈沖電壓，線圈得電產(chǎn)生磁場而吸合銜鐵，推動銜鐵推桿和撞擊頭向前沖擊，將乒乓球射出；接著調(diào)整使得脈沖電壓為零，線圈失電、磁場消失，銜鐵在回位彈簧給作用下返回原位。下一個脈沖電壓過來時再進行發(fā)射，這樣即可周而復始按指令循環(huán)工作。然而，實際應用中發(fā)現(xiàn)，上述乒乓球電磁發(fā)送機沖擊裝置存在如下問題(1)由于銜鐵推桿上套設有回位彈簧，在線圈得電產(chǎn)生磁場推動銜鐵推桿和撞擊頭向前沖擊時，回位彈簧的回復力為阻力，且由于彈簧回復力與其被壓縮量成正比，所以推動銜鐵推桿的力隨著推桿向前運動而越來越小，導致其向前運動的加速度越來越小，這顯然與實際需求相悖；(2)由于回位彈簧的存在，銜鐵推桿和回位彈簧之間會存在摩擦力，因而該設備不僅會因摩擦而導致力損失，而且設備容易出現(xiàn)摩擦卡滯而不能復位，造成設備故障從而無法繼續(xù)工作；(3)沖擊銜鐵所受的驅(qū)動力，只是電磁線圈的電磁驅(qū)力，因而沖擊起始階段的加速度小，造成沖擊時的沖量相對較小，這勢必造成須要加大電磁線圈的尺寸規(guī)格，造成整個裝置體積趨于龐大；(4)撞擊頭對乒乓球的沖擊力是固定的，不能較好地模擬實際發(fā)球力大小的變化。以上缺陷，造成上述電磁式乒乓球發(fā)送機沖擊裝置難以推廣應用。綜上所述，開發(fā)一種不使用回位彈簧，相對體積小，結(jié)構(gòu)簡單，能夠較好地模擬實際發(fā)球力大小的變化，且沖擊、復位安全可靠的乒乓球發(fā)送機沖擊裝置，具有積極的現(xiàn)實意義。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供相對體積小，結(jié)構(gòu)簡單，能夠較好模擬實際發(fā)球力大小的變化，且沖擊、復位安全可靠的乒乓球發(fā)送機沖擊裝置。為達到上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是一種乒乓球發(fā)送機沖擊裝置，包括電氣控制部分和沖擊裝置，所述沖擊裝置包括軛鐵、固設于軛鐵兩端的發(fā)送導管和后端蓋、固設于軛鐵內(nèi)的電磁線圈；所述發(fā)送導管、后端蓋與電磁線圈所包圍形成的容腔內(nèi)設有、沖擊銜鐵；所述后端蓋上固定設有永磁鐵，所述沖擊銜鐵上固設有撞擊頭組件。進一步的技術(shù)方案，所述電磁線圈具有至少2個繞組，且繞組的方向相同而電磁驅(qū)動力不同。優(yōu)選的，所述永磁鐵的最大磁場強度與所述電磁線圈所能夠產(chǎn)生的最大磁場強度相等。對所述電磁線圈內(nèi)交替通入正向電流和反向電流。正向電流的電磁場，對所述沖擊銜鐵施加向前的電磁驅(qū)力，并使所述沖擊銜鐵磁化后，其后端的極性與永磁鐵前端的極性相同，形成斥力。因此，當正向電流勵磁時，沖擊銜鐵除了受到電磁線圈產(chǎn)生的電磁驅(qū)力夕卜，還受到永磁鐵的排斥力。在這2個力的合力的作用下，沖擊銜鐵加速向前運動，固設于其前端的撞擊頭組件的頭部，撞擊乒乓球，使乒乓球沿著發(fā)送導管快速運動，實現(xiàn)乒乓球的發(fā)射。反向電流的電磁場，對所述沖擊銜鐵施加向后的電磁驅(qū)力，并使所述沖擊銜鐵后端的極性與永磁鐵前端的極性相反，形成吸力，從而驅(qū)動沖擊銜鐵向后運動實現(xiàn)復位。本發(fā)明的工作過程和受力分析如下所述
在非運行狀態(tài)時，電磁線圈不通電，沖擊銜鐵不呈現(xiàn)磁性，沖擊銜鐵被永磁鐵吸附在最后端位置。設永磁鐵前端為S極，后端為N極；當電控系統(tǒng)對電磁線圈通以正向勵磁電流時，設定沖擊銜鐵受到電磁線圈所施加的電磁驅(qū)動力方向向前，沖擊銜鐵被磁化為后端為S極，前端為N極；此時，沖擊銜鐵受到電磁線圈所施加的電磁驅(qū)動力Ftti和永磁鐵的排斥力F7；M，在上述2種力的共同作用下，沖擊銜鐵將帶動撞擊頭組件以較大的加速度向前運動產(chǎn)生沖擊力，以整體動能轉(zhuǎn)化為對乒乓球的沖量，完成乒乓球的發(fā)射。撞擊頭組件頭部與乒乓球相接觸的一瞬間，乒乓球所受到的沖擊力為
F沖擊=F電磁+F永磁+F動能
注思，此時F永磁已經(jīng)減弱，王要轉(zhuǎn)化為F動能。當電控系統(tǒng)對電磁線圈通以反向勵磁電流時，沖擊銜鐵受到電磁線圈所施加的電磁驅(qū)動力方向向后，沖擊銜鐵被磁化為后端為N極，前端為S極。此時，沖擊銜鐵受到電磁線圈所施加的向后電磁驅(qū)動力Ftti和永磁鐵的吸引力F7；m，在上述兩種力的共同作用下，沖擊銜鐵加速向后運動，運動停止后，切斷勵磁電流，沖擊銜鐵被永磁鐵吸附在行程最后端。此后，自動送球裝置(不在本發(fā)明范圍內(nèi))將下一只乒乓球送入發(fā)送導管，以準備下一次發(fā)球。進一步的技術(shù)方案，所述電磁線圈具有至少2個方向相同但電磁驅(qū)動力不同的繞組，因而可以得到至少3種大小不同的電磁驅(qū)動力。例如繞組A單獨通電產(chǎn)生第I級電磁驅(qū)動力，繞組B單獨通電產(chǎn)生第2級電磁驅(qū)動力，繞組A和繞組B同時通電產(chǎn)生第3級電磁驅(qū)動力。.由于可以對電氣控制系統(tǒng)設計靈活多變的程序，來得到不同的電磁驅(qū)動力和沖擊力，所以能夠較好地模擬實際發(fā)球力大小的變化。優(yōu)選的，所述永磁鐵的最大磁場強度，與所述電磁線圈所能夠產(chǎn)生的最大磁場強度相等。根據(jù)作用力反作用力定律，在電磁線圈開始通以正向勵磁電流的一瞬間，永磁鐵對沖擊銜鐵的排斥力F7m與沖擊銜鐵受到電磁線圈所施加的電磁驅(qū)動力Ftti相等。亦即，沖擊銜鐵在此一瞬間的總受力F總=F電磁+F永磁鐵=2F電磁。又根據(jù)加速度公式a=F/m,可知本發(fā)明相對于沒有永磁助力、采用彈簧復位的普通電磁乒乓球發(fā)送機沖擊裝置，加速度提高I倍以上。而加速度的提高意味著沖擊時速度的提高。再根據(jù)動能公式W=mv2/2與沖量公式I=Ft，可知本發(fā)明相對于沒有永磁助力的普通電磁乒乓球發(fā)送機沖擊裝置，沖擊速度、能量與沖量都有顯著提高。由于上述技術(shù)方案運用，本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有下列優(yōu)點
I.本發(fā)明由于不存在復位彈簧，不僅結(jié)構(gòu)簡單，而且相對體積小。2.本發(fā)明在后端蓋上固定設有永磁鐵，沖擊時利用同性相斥原理對沖擊銜鐵實現(xiàn)永磁助力，使得在電磁線圈參數(shù)相同的情況下，作用于沖擊銜鐵向前運動的合力增加，合力增加又同時使其向前運動的速度增加，因而其沖擊動能與沖量較大，故而在沖量要求一定的前提下，可以進一步縮小體積，節(jié)約材料。3.由于本發(fā)明的電磁線圈具有至少2個方向相同但電磁驅(qū)動力不同的繞組，因而可以得到至少3種大小不同的電磁驅(qū)動力，亦即可以使銜鐵得到至少3種大小不同的沖量，所以能夠較好地模擬實際發(fā)球力大小的變化。 4.本發(fā)明在結(jié)構(gòu)簡單的前提下，顯著提高了技術(shù)性能指標，而且制造成本低，工作安全可靠，適于推廣應用。


圖f 4是本發(fā)明實施例一種乒乓球發(fā)送機沖擊裝置的工作過程圖。其中1、輒鐵；2、發(fā)送導管；3、后纟而蓋；4、沖擊銜鐵；5、撞擊頭組件；6、電磁線圈；
7、永磁鐵。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖及實施例對本發(fā)明作進一步描述
實施例一
參見圖廣4所示，一種乒乓球發(fā)送機沖擊裝置，包括電氣控制部分和沖擊裝置，所述沖擊裝置包括軛鐵I、固設于軛鐵兩端的發(fā)送導管2和后端蓋3、固設于軛鐵內(nèi)的電磁線圈6 ；所述發(fā)送導管、后端蓋與電磁線圈所包圍形成的容腔內(nèi)設有沖擊銜鐵4;所述后端蓋上固定設有永磁鐵7，所述沖擊銜鐵上固設有撞擊頭組件5。進一步的技術(shù)方案，所述電磁線圈6具有至少2個繞組，且繞組的方向相同而電磁驅(qū)動力不同。優(yōu)選的，所述永磁鐵7的最大磁場強度，與所述電磁線圈6所能夠產(chǎn)生的最大磁場強度相等。本發(fā)明的工作過程和受力分析如下所述
在非運行狀態(tài)時，電磁線圈不通電，沖擊銜鐵不呈現(xiàn)磁性，沖擊銜鐵被永磁鐵吸附在后端位置，參見圖I所示；
參見圖2所示，設永磁鐵前端為S極，后端為N極；當電控系統(tǒng)對電磁線圈通以正向勵磁電流時，設定沖擊銜鐵受到電磁線圈所施加的電磁驅(qū)動力方向向前，并將沖擊銜鐵被磁化為后端為S極，前端為N極；此時，沖擊銜鐵受到電磁線圈所施加的電磁驅(qū)動力Ftti和永磁鐵的排斥力F7；M，在上述2種力的共同作用下，沖擊銜鐵將帶動撞擊頭組件以較大的加速度向前運動產(chǎn)生沖擊力，以整體動能轉(zhuǎn)化為對乒乓球的沖量，完成乒乓球的發(fā)射。撞擊頭組件頭部與乒乓球相接觸的一瞬間，乒乓球所受到的沖擊力為F沖擊=F電磁+F永磁+F動能
注思，此時F永磁已經(jīng)減弱，王要轉(zhuǎn)化為F動能。參見圖3所示，沖擊銜鐵到達行程最前端，乒乓球脫離發(fā)送導管射出，同時切斷正向勵磁電流。當電控系統(tǒng)對電磁線圈通以反向勵磁電流時，沖擊銜鐵受到電磁線圈所施加的電磁驅(qū)動力方向向后，沖擊銜鐵被磁化為后端為N極，前端為S極。此時，沖擊銜鐵受到電磁線圈所施加的向后電磁驅(qū)動力Ftti和永磁鐵的吸引力F7；m，在上述2種力的共同作用下，沖擊銜鐵加速向后運動，參見圖4所示。向后運動停止并切斷反向勵磁電流，沖擊銜鐵被永磁鐵吸附在行程最后端，又回復到圖I所示位置。此后，自動送球裝置(不在本發(fā)明范圍內(nèi))將下一只乒乓球送入發(fā)送導 管，以準備下一次發(fā)球。進一步的技術(shù)方案，所述電磁線圈具有至少2個方向相同但電磁驅(qū)動力不同的繞組，因而可以得到至少3種大小不同的電磁驅(qū)動力。例如繞組A單獨通電產(chǎn)生第I級電磁驅(qū)動力，繞組B單獨通電產(chǎn)生第2級電磁驅(qū)動力，繞組A和繞組B同時通電產(chǎn)生第3級電磁驅(qū)動力。.可以對電氣控制系統(tǒng)設計靈活多變的程序，來得到不同的電磁驅(qū)動力和沖擊力，以較好地模擬實際發(fā)球力大小的變化。優(yōu)選的，所述永磁鐵7的最大磁場強度，與所述電磁線圈6所能夠產(chǎn)生的最大磁場強度相等。根據(jù)作用力反作用力定律，在電磁線圈開始通以正向勵磁電流的一瞬間，永磁鐵對沖擊銜鐵的排斥力F7；M與沖擊銜鐵受到電磁線圈所施加的電磁驅(qū)動力Ftti相等。亦即沖擊銜鐵在此一瞬間的總受力F,&=FM+F7k tt=2FM。又根據(jù)加速度公式a=F/m,可知本發(fā)明相對于沒有永磁助力、采用彈簧復位的普通電磁乒乓球發(fā)送機沖擊裝置，加速度提高I倍以上。而加速度的提高意味著沖擊時速度的提高。再根據(jù)動能公式W=mv2/2與沖量公式I = Ft，可知本發(fā)明相對于沒有永磁助力的普通電磁乒乓球發(fā)送機沖擊裝置，沖擊速度、能量與沖量都有顯著提高。以上僅為本發(fā)明具體實施方式
的說明，不以任何形式對本發(fā)明做出限制。本技術(shù)領域的技術(shù)人員根據(jù)本發(fā)明提供的思路及總體方案設計出的相同或相近的方案，以及變更本發(fā)明的用途，如用于對其它球類的發(fā)射等等，均落入本發(fā)明的保護范圍。
權(quán)利要求
1.一種乒乓球發(fā)送機沖擊裝置，包括電氣控制部分和沖擊裝置，其特征在于所述沖擊裝置包括軛鐵(I)、固設于軛鐵兩端的發(fā)送導管(2)和后端蓋(3)、固設于軛鐵內(nèi)的電磁線圈￠);所述發(fā)送導管、后端蓋與電磁線圈所包圍形成的容腔內(nèi)設有沖擊銜鐵(4);所述后端蓋上固定設有永磁鐵(7)，所述沖擊銜鐵上固設有撞擊頭組件(5)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的乒乓球發(fā)送機沖擊裝置，其特征在于所述電磁線圈(6)具有至少2個繞組，且繞組的方向相同而電磁驅(qū)動力不同。
3.根據(jù)權(quán)利要求1、2所述的乒乓球發(fā)送機沖擊裝置，其特征在于所述永磁鐵(7)的最大磁場強度與所述電磁線圈(6)所能夠產(chǎn)生的最大磁場強度相等?！?br> 全文摘要
本發(fā)明公開了一種乒乓球發(fā)送機沖擊裝置，包括電氣控制部分和沖擊裝置，沖擊裝置包括軛鐵、固設于軛鐵兩端的發(fā)送導管和后端蓋、固設于軛鐵內(nèi)的電磁線圈；發(fā)送導管、后端蓋與電磁線圈所包圍形成的容腔內(nèi)設有沖擊銜鐵；后端蓋上固定設有永磁鐵，沖擊銜鐵上固設有撞擊頭組件；所述電磁線圈具有至少2個繞組，且繞組的方向相同而電磁驅(qū)動力不同；所述永磁鐵的最大磁場強度，與所述電磁線圈所能夠產(chǎn)生的最大磁場強度相等。本發(fā)明不使用回位彈簧，沖擊、復位安全可靠，并利用電磁驅(qū)力和永磁助力疊加，使得沖擊銜鐵的輸出動能與沖量大幅度提高，結(jié)構(gòu)簡單，相對體積小，且至少能夠?qū)ζ古仪蜉敵?種大小不同的沖量，能夠較好地模擬實際發(fā)球力大小的變化。
文檔編號A63B67/04GK102743852SQ201210252780
公開日2012年10月24日 申請日期2012年7月20日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月20日
發(fā)明者孫成峰, 王傳洋, 肖瑩華, 鐘康民 申請人:蘇州大學