[发明专利]网球拍动态测试装置及方法

说明书

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；