基于流体力学的弧旋球发射模拟设备及方法
本申请是申请日为2018年04月26日，申请号为CN201810386555.2的发明名称为基于流体力学的弧旋球发射模拟设备及方法的分案申请。
技术领域
本发明涉及体育器材技术领域，具体为一种基于流体力学的弧旋球发射模拟设备及方法。
背景技术
弧旋球又称“弧线球”，“香蕉球”，是足球运动中的技术名词(英语banana ball)。指运动员运用脚法，踢出球后并使球在空中向前作弧线运行的踢球技术。弧线球常用于攻方在对方禁区附近获得直接任意球时，利用其弧线运行状态，避开人墙直接射门得分。
例如中国专利CN104162263A所公开的一种足球训练传球器，并且供一种能够发出弧旋球并且弧旋球落点的位置和方向能够精确控制、使用方便、结构简单的足球训练传球器，只是弹射出不同弧线的球。
但是对于弧旋球的专门的训练或者教学并没有办法进行发射模拟教学，使得初级足球运动员在学习弧旋球踢法的时候，不能系统性的教学，会影响教练的教学
发明内容
(一)解决的技术问题
针对现有技术的不足，本发明提供了一种基于流体力学的弧旋球发射模拟设备及方法，解决了初级足球运动员在学习弧旋球踢法的时候，不能系统性的教学，会影响教练的教学问题。
(二)技术方案
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种基于流体力学的弧旋球发射模拟设备，包括机体，所述机体的左上方处为圆弧面，且机体右侧的底部开设有通槽，机体内壁的底部固定连接有位于圆弧面圆心正下方的固定连接有放球机构，机体内壁圆弧面处设置有踢腿摆动模拟机构，机体内壁圆弧面处还设置有踢腿复位模拟机构，机体的正面开设有位于放球机构正面的放球口，通过设置放球口，可以放入足球，同时也可以进行观察看，使得初级足球运动员在学习弧旋球踢法的时候，可以系统性的教学，不会影响教练的教学，机体内壁底部的右侧固定连接有倾斜板，机体底部的四角处固定连接有支座，机体的顶部固定连接有提拉扶手。
优选的，所述放球机构包括支撑底座，且支撑底座的顶部固定连接有曲面板，且曲面板内圈的直径约21.5CM，且曲面板的内圈与五号球足球的直径相互匹配，曲面板的顶部固定连接有15-30个橡胶凸起,相邻的两个橡胶凸起之间均为等距设置，通过设置支撑底座、曲面板、橡胶凸起，支撑底座进行支撑，并且曲面板的设置根据比赛专用11人制足球设置，使得足球在击打的时候，不会造成误差，便于弧旋球的踢出和学习。
优选的，所述踢腿摆动模拟机构包括C字型支撑座A和C字型支撑座B，C字型支撑座A在机体内壁的正面和背面之间，C字型支撑座A内壁的两侧之间活动连接有转动杆A，且转动杆A的表面上固定连接有齿轮A，转动杆A的底部固定连接有位于齿轮A背面的踢腿杆，踢腿杆的底部开设有槽口，槽口内壁顶部固定连接有微型电机，微型电机底部的输出端固定连接有转动杆B，转动杆B的底部固定连接有两个旋转柄，位于最上方的旋转柄的大小略小于最下方的旋转柄，通过设置两个旋转柄，每一侧面的两个旋转柄之间下方均大于上方，可以在给予旋转力的同时包裹住足球，便于给足球最大限度的旋转，便于进行使用，使得弧旋球的击打效果更好，并且可以进行模拟和观察弧旋球的轨迹路线和踢球点，使得初级足球运动员在学习弧旋球踢法的时候，可以系统性的教学，不会影响教练的教学，也可以练习守门员的反应能力，且旋转柄左侧的高度小于旋转柄右侧的高度，C字型支撑座B的顶部与机体圆弧面的切线处垂直设置，C字型支撑座B的背面固定连接有三相异步电机，且三相异步电机顶部的输出端固定连接有转动杆C，转动杆C的顶部贯穿C字型支撑座B，转动杆C的表面上固定连接有齿轮B，且齿轮B与齿轮A之间啮合，本发明通过设置踢腿摆动模拟机构、C字型支撑座A、转动杆A、齿轮A、踢腿杆、槽口、微型电机、转动杆B、旋转柄、C字型支撑座B、三相异步电机、转动杆C、齿轮B，通过踢腿摆动模拟机构的使用，三相异步电机工作，可以使得转动杆C转动，并且带动齿轮B转动，使啮合的齿轮A转动可带动踢腿杆转动，并且可以使得踢腿杆处进行击打足球的击打点处，同时微型电机工作，使得转动杆B旋转，并且使得两个旋转柄旋转的同时击打足球，给予足球一个旋转力，可以进行模拟和观察弧旋球的轨迹路线和踢球点，使得初级足球运动员在学习弧旋球踢法的时候，可以系统性的教学，不会影响教练的教学。
优选的，所述踢腿复位模拟机构包括垫片，垫片固定连接在机体内壁圆弧面处，且垫片位于踢腿摆动模拟机构的下方，垫片的右侧固定连接有第一弹性绳和第二弹性绳，第一弹性绳位于第二弹性绳的上方，且第一弹性绳为圆弧状，第一弹性绳的长度略长于第二弹性绳的长度，通过设置第一弹性绳和第二弹性绳，使得踢腿摆动模拟机构在摆腿的时候，第一弹性绳绷紧给予最大力，同时第二弹性绳放置第一弹性绳因绷紧损坏后而进行保护，同时也给与二次复位的机会，且第一弹性绳和第二弹性绳的右侧均与踢腿杆之间固定连接，第一弹性绳和第二弹性绳之间固定连接有三个弹性环，相邻的两个弹性环之间的间距相等，通过设置弹性环，三个弹性环可以保护第一弹性绳和第二弹性绳之间的因为绷紧后而产生的拉力不会损坏第一弹性绳和第二弹性绳，通过设置踢腿复位机构、垫片、第一弹性绳、第二弹性绳、弹性环，踢腿复位机构的设置可以给予踢腿摆动模拟机构击打后的复位，可便于重复操作，可以系统性的教学，不会影响教练的教学。
优选的，所述齿轮B与齿轮A之间的直径之比为2:1，且齿轮B的齿轨之间弧度为120-135度，通过设置齿轮A和齿轮B，2:1的齿轮半径之比，使得齿轮B在旋转六十度的时候，可以导致踢腿杆可以旋转一百二十度，可以完全击打足球点后，继续踢拉足球，给予旋转力，可以踢出较高的高度，并且可以进行模拟和观察弧旋球的轨迹路线和踢球点，使得初级足球运动员在学习弧旋球踢法的时候，可以系统性的教学，不会影响教练的教学。
优选的，所述C字型支撑座A的中心处与机体内壁圆弧面处的圆心处相同，设置左上角为圆弧面的机体，由于C字型支撑座A的中心处与机体内壁圆弧面处的圆心处相同，使得踢腿摆动模拟机构在运转的时候可以顺着圆弧面旋转，不会造成卡顿的现象，使得初级足球运动员在学习弧旋球踢法的时候，可以系统性的教学，不会影响教练的教学。
优选的，所述机体内壁圆弧面处的半径大于踢腿杆，不会造成损坏。
优选的，所述三相异步电机的型号为YE3-80M2-4，且功率范围为0.75～375kW，频率为50Hz，微型电机的型号为JGB37-520。
优选的，所述通槽的高度为30-40厘米，通过设置通槽，通槽大于比赛专用11人制足球的高度，使得足球在上升的时候不会影响其上升轨迹。
工作原理：1、在发射的时候：足球放入曲面板上，三相异步电机工作，可以使得转动杆C转动，并且带动齿轮B转动，齿轮B在旋转六十度的时候，可以导致踢腿杆可以旋转一百二十度，可以完全击打足球点后，继续踢拉足球，给予旋转力，并且可以使得踢腿杆处进行击打足球的击打点处，可以踢出较高的高度，同时微型电机工作，使得转动杆B旋转，并且使得两个旋转柄旋转的同时击打足球，给予足球一个旋转力，可以进行模拟和观察弧旋球的轨迹路线和踢球点，根据流体力学的伯努利方程(p+ρgh+(1/2)*ρv^2＝c)，流体速度较大的地方气压会较低，因此足球右面的气压较左面低，产生了一个向右的力。结果足球一面向前走，一面承受一个把它推向右的力，造成了弯曲球(如图7所示)，可以踢出弧旋球的效果，可以进行模拟和观察弧旋球的轨迹路线和踢球点，使得初级足球运动员在学习弧旋球踢法的时候，可以系统性的教学，不会影响教练的教学，
2、在发射后：三相异步电机工作，可以使得转向杆C逆向转动，齿轮B逆向旋转六十度的时候，可以导致踢腿杆可以旋转一百二十度，通过第一弹性绳和第二弹性绳进行辅助复位，并进行复位至原始状态处，便于下一次发射操作(如图8所示)。
(三)有益效果
本发明提供了一种基于流体力学的弧旋球发射模拟设备及方法。具备以下有益效果：
(1)、本发明通过设置踢腿摆动模拟机构、C字型支撑座A、转动杆A、齿轮A、踢腿杆、槽口、微型电机、转动杆B、旋转柄、C字型支撑座B、三相异步电机、转动杆C、齿轮B，通过踢腿摆动模拟机构的使用，三相异步电机工作，可以使得转动杆C转动，并且带动齿轮B转动，使啮合的齿轮A转动可带动踢腿杆转动，并且可以使得踢腿杆处进行击打足球的击打点处，同时微型电机工作，使得转动杆B旋转，并且使得两个旋转柄旋转的同时击打足球，给予足球一个旋转力，可以进行模拟和观察弧旋球的轨迹路线和踢球点，使得初级足球运动员在学习弧旋球踢法的时候，可以系统性的教学，不会影响教练的教学。
(2)、本发明通过设置齿轮A和齿轮B，2:1的齿轮半径之比，使得齿轮B在旋转六十度的时候，可以导致踢腿杆可以旋转一百二十度，可以完全击打足球点后，继续踢拉足球，给予旋转力，可以踢出较高的高度，并且可以进行模拟和观察弧旋球的轨迹路线和踢球点，使得初级足球运动员在学习弧旋球踢法的时候，可以系统性的教学，不会影响教练的教学。
(3)、本发明通过设置两个旋转柄，每一侧面的两个旋转柄之间下方均大于上方，可以在给予旋转力的同时包裹住足球，便于给足球最大限度的旋转，便于进行使用，使得弧旋球的击打效果更好，并且可以进行模拟和观察弧旋球的轨迹路线和踢球点，使得初级足球运动员在学习弧旋球踢法的时候，可以系统性的教学，不会影响教练的教学，也可以练习守门员的反应能力。
(4)、本发明通过设置踢腿复位机构、垫片、第一弹性绳、第二弹性绳、弹性环，踢腿复位机构的设置可以给予踢腿摆动模拟机构击打后的复位，可便于重复操作，可以系统性的教学，不会影响教练的教学。
(5)、本发明通过设置第一弹性绳和第二弹性绳，使得踢腿摆动模拟机构在摆腿的时候，第一弹性绳绷紧给予最大力，同时第二弹性绳放置第一弹性绳因绷紧损坏后而进行保护，同时也给与二次复位的机会，还可以进行辅助复位。
(6)、本发明通过设置弹性环，三个弹性环可以保护第一弹性绳和第二弹性绳之间的因为绷紧后而产生的拉力不会损坏第一弹性绳和第二弹性绳。
(7)、本发明通过设置支撑底座、曲面板、橡胶凸起，支撑底座进行支撑，并且曲面板的设置根据比赛专用11人制足球设置，使得足球在击打的时候，不会造成误差，便于弧旋球的踢出和学习。
(8)、根据流体力学的伯努利方程(p+ρgh+(1/2)*ρv^2＝c)，流体速度较大的地方气压会较低，因此足球右面的气压较左面低，产生了一个向右的力。结果足球一面向前走，一面承受一个把它推向右的力，造成了弯曲球。
(9)、本发明通过设置通槽，通槽大于比赛专用11人制足球的高度，使得足球在上升的时候不会影响其上升轨迹，
(10)本发明通过设置放球口，可以放入足球，同时也可以进行观察看，使得初级足球运动员在学习弧旋球踢法的时候，可以系统性的教学，不会影响教练的教学。
(11)，本发明设置左上角为圆弧面的机体，由于C字型支撑座A的中心处与机体内壁圆弧面处的圆心处相同，使得踢腿摆动模拟机构在运转的时候可以顺着圆弧面旋转，不会造成卡顿的现象，使得初级足球运动员在学习弧旋球踢法的时候，可以系统性的教学，不会影响教练的教学。
附图说明
图1为本发明立体结构示意图；
图2为本发明踢腿摆动模拟机构位于竖直状态的内部结构示意图；
图3为本发明放球机构的结构示意图；
图4为本发明踢腿摆动模拟机构的结构示意图；
图5为本发明踢腿杆局部的剖面结构示意图；
图6为本发明C字型支撑座B的右侧结构示意图；
图7为本发明踢腿复位机构的结构示意图；
图8为本发明踢腿摆动模拟机构完全击打的内部结构示意图；
图9为本发明踢腿摆动模拟机构复位后的内部结构示意图。
图中：1机体，2通槽、3放球机构、301支撑底座、302曲面板、303橡胶凸起、4踢腿摆动模拟机构、401C字型支撑座A、402转动杆A、403齿轮A、404踢腿杆、405槽口、406微型电机、407转动杆B、408旋转柄、409C字型支撑座B、410三相异步电机、411转动杆C、412齿轮B、5踢腿复位机构、501垫片、502第一弹性绳、503第二弹性绳、504弹性环、6放球口、7倾斜板、8支座、9提拉扶手。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例一：
如图1-2所示，本发明提供一种技术方案：一种基于流体力学的弧旋球发射模拟设备，包括机体1，机体1的左上方处为圆弧面，且机体1右侧的底部开设有通槽2，通槽2的高度为30-40厘米，通过设置通槽2，通槽2大于比赛专用11人制足球的高度，使得足球在上升的时候不会影响其上升轨迹，机体1内壁的底部固定连接有位于圆弧面圆心正下方的固定连接有放球机构3，机体1内壁圆弧面处设置有踢腿摆动模拟机构4，机体1内壁圆弧面处还设置有踢腿复位模拟机构5，机体1的正面开设有位于放球机构3正面的放球口6，通过设置放球口6，可以放入足球，同时也可以进行观察看，使得初级足球运动员在学习弧旋球踢法的时候，可以系统性的教学，不会影响教练的教学，机体1内壁底部的右侧固定连接有倾斜板7，机体1底部的四角处固定连接有支座8，机体1的顶部固定连接有提拉扶手9，可以进行手提进行放置不同的位置，便于去射不同位置的弧旋球。
实施例二：
如图1-3所示，在实施例一的基础上，本发明提供一种技术方案：放球机构3包括支撑底座301，且支撑底座301的顶部固定连接有曲面板302，且曲面板302内圈的直径约21.5CM，且曲面板302的内圈与五号球足球的直径相互匹配，曲面板302的顶部固定连接有15-30个橡胶凸起303，相邻的两个橡胶凸起303之间均为等距设置，橡胶凸起303增加摩擦力，通过设置支撑底座301、曲面板302、橡胶凸起303，支撑底座301进行支撑，并且曲面板302的设置根据比赛专用11人制足球设置，使得足球在击打的时候，不会造成误差，便于弧旋球的踢出和学习。
实施例三：
如图1-6所示，在实施例一和实施例二的基础上，本发明提供一种技术方案：踢腿摆动模拟机构4包括C字型支撑座A401和C字型支撑座B409，C字型支撑座A401的中心处与机体1内壁圆弧面处的圆心处相同，设置左上角为圆弧面的机体1，由于C字型支撑座A401的中心处与机体1内壁圆弧面处的圆心处相同，使得踢腿摆动模拟机构4在运转的时候可以顺着圆弧面旋转，不会造成卡顿的现象，使得初级足球运动员在学习弧旋球踢法的时候，可以系统性的教学，不会影响教练的教学，C字型支撑座A401在机体1内壁的正面和背面之间，C字型支撑座A401内壁的两侧之间活动连接有转动杆A402，且转动杆A402的表面上固定连接有齿轮A403，转动杆A402的底部固定连接有位于齿轮A403背面的踢腿杆404，机体1内壁圆弧面处的半径大于踢腿杆404，不会造成损坏，踢腿杆404的底部开设有槽口405，槽口405内壁顶部固定连接有微型电机406，微型电机406的型号为JGB37-520，微型电机406底部的输出端固定连接有转动杆B407，转动杆B407的底部固定连接有两个旋转柄408，位于最上方的旋转柄408的大小略小于最下方的旋转柄408，通过设置两个旋转柄408，每一侧面的两个旋转柄408之间下方均大于上方，可以在给予旋转力的同时包裹住足球，便于给足球最大限度的旋转，便于进行使用，使得弧旋球的击打效果更好，并且可以进行模拟和观察弧旋球的轨迹路线和踢球点，使得初级足球运动员在学习弧旋球踢法的时候，可以系统性的教学，不会影响教练的教学，也可以练习守门员的反应能力，且旋转柄408左侧的高度小于旋转柄408右侧的高度，C字型支撑座B409的顶部与机体1圆弧面的切线处垂直设置，C字型支撑座B409的背面固定连接有三相异步电机410，三相异步电机410的型号为YE3-80M2-4，且功率范围为0.75～375kW，频率为50Hz，且三相异步电机410顶部的输出端固定连接有转动杆C411，转动杆C411的顶部贯穿C字型支撑座B409，转动杆C411的表面上固定连接有齿轮B412，且齿轮B412与齿轮A403之间啮合，齿轮B412与齿轮A403之间的直径之比为2:1，且齿轮B412的齿轨之间弧度为120-135度，通过设置齿轮A4103和齿轮B412，2:1的齿轮半径之比，使得齿轮B412在旋转六十度的时候，可以导致踢腿杆404可以旋转一百二十度，可以完全击打足球点后，继续踢拉足球，给予旋转力，可以踢出较高的高度，并且可以进行模拟和观察弧旋球的轨迹路线和踢球点，使得初级足球运动员在学习弧旋球踢法的时候，可以系统性的教学，不会影响教练的教学(如图7所示)，通过设置踢腿摆动模拟机构4、C字型支撑座A401、转动杆A402、齿轮A403、踢腿杆404、槽口405、微型电机406、转动杆B407、旋转柄408、C字型支撑座409、三相异步电机410、转动杆C411、齿轮B412，通过踢腿摆动模拟机构4的使用，三相异步电机410工作，可以使得转动杆C411转动，并且带动齿轮B412转动，使啮合的齿轮A413转动可带动踢腿杆404转动，并且可以使得踢腿杆404处进行击打足球的击打点处，同时微型电机406工作，使得转动杆B407旋转，并且使得两个旋转柄408旋转的同时击打足球，给予足球一个旋转力，根据流体力学的伯努利方程(p+ρgh+(1/2)*ρv^2＝c)，流体速度较大的地方气压会较低，因此足球右面的气压较左面低，产生了一个向右的力。结果足球一面向前走，一面承受一个把它推向右的力，造成了弯曲球(如图2所示)可以进行模拟和观察弧旋球的轨迹路线和踢球点，使得初级足球运动员在学习弧旋球踢法的时候，可以系统性的教学，不会影响教练的教学。
实施例四：
如图1-9所示，在实施例一、实施例二和实施例三的基础上，本发明提供一种技术方案：踢腿复位模拟机构5包括垫片501，垫片501固定连接在机体1内壁圆弧面处，且垫片501位于踢腿摆动模拟机构4的下方，垫片501的右侧固定连接有第一弹性绳502和第二弹性绳503，第一弹性绳502位于第二弹性绳503的上方，且第一弹性绳502为圆弧状，第一弹性绳502的长度略长于第二弹性绳503的长度，通过设置第一弹性绳502和第二弹性绳503，使得踢腿摆动模拟机构4在摆腿的时候，第一弹性绳502绷紧给予最大力，同时第二弹性绳503放置第一弹性绳502因绷紧损坏后而进行保护，同时也给与二次复位的机会，还可以进行辅助复位，且第一弹性绳502和第二弹性绳503的右侧均与踢腿杆404之间固定连接，第一弹性绳502和第二弹性绳503之间固定连接有三个弹性环504，相邻的两个弹性环504之间的间距相等，通过设置弹性环504，三个弹性环504可以保护第一弹性绳502和第二弹性绳503之间的因为绷紧后而产生的拉力不会损坏第一弹性绳502和第二弹性绳503，通过设置踢腿复位机构5、垫片501、第一弹性绳502、第二弹性绳503、弹性环504，踢腿复位机构5的设置可以给予踢腿摆动模拟机构4击打后的复位，可便于重复操作，可以系统性的教学，不会影响教练的教学(如图8所示)。
该文中出现的电器元件均与外界的主控器及220V市电电连接，并且主控器可为计算机等起到控制的常规已知设备。
使用方举例：
1、在发射的时候：足球放入曲面板202上，三相异步电机410工作，可以使得转动杆C411转动，并且带动齿轮B412转动，齿轮B412在旋转六十度的时候，可以导致踢腿杆404可以旋转一百二十度，可以完全击打足球点后，继续踢拉足球，给予旋转力，并且可以使得踢腿杆404处进行击打足球的击打点处，可以踢出较高的高度，同时微型电机406工作，使得转动杆B407旋转，并且使得两个旋转柄408旋转的同时击打足球，给予足球一个旋转力，可以进行模拟和观察弧旋球的轨迹路线和踢球点，根据流体力学的伯努利方程(p+ρgh+(1/2)*ρv^2＝c)，流体速度较大的地方气压会较低，因此足球右面的气压较左面低，产生了一个向右的力。结果足球一面向前走，一面承受一个把它推向右的力，造成了弯曲球(如图7所示)，可以踢出弧旋球的效果，可以进行模拟和观察弧旋球的轨迹路线和踢球点，使得初级足球运动员在学习弧旋球踢法的时候，可以系统性的教学，不会影响教练的教学，
2、在发射后：三相异步电机410工作，可以使得转向杆C411逆向转动，齿轮B814逆向旋转六十度的时候，可以导致踢腿杆404可以旋转一百二十度，通过第一弹性绳502和第二弹性绳503进行辅助复位，并进行复位至原始状态处，便于下一次发射操作(如图8所示)。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个引用结构”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
