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可伸縮變形球門

2019-03-13 02:45:58北京市第三十五中學高二沈涵
發明與創新 2019年10期
關鍵詞:變形

文 北京市第三十五中學高二(8)班 沈涵

足球運動參與人數多,對場地的要求較高。目前大多數中小學校開展足球運動時都缺乏場地。大部分中小學校不僅操場面積有限,通常還要兼具其他用途。

球門是足球教學和訓練中必不可少的硬件設施,中小學校多使用五人制或七人制球門,球門通過鐵管焊接而成,組裝后體積較大。當操場用于其他用途時,需將球門移走,現有球門既不方便搬運又不便于存放。在專業的足球訓練營地,分組訓練時除了需將球門搬至指定地點外,還要搬運大量的訓練用球,費時又費力。

針對現有球門在應用中的不足,我對其進行了改進,通過收縮、變形可將球門模式變為三棱柱框架移動模式、折合存放模式,三種模式可靈活轉換。

一、基本構思

1.球門模式

球門包括后框架、左框架、右框架、前桿和支撐桿,如圖1所示。后框架、左框架和右框架均為剛性框架,框架各上桿之間連接有斜撐桿,斜撐桿不僅限制了左、右框架相對于后框架的轉動,同時也對前桿起到支撐作用,確保球門的穩定性。

圖1 球門模式

2.三棱柱框架移動模式

需要移動球門時,將腳輪旋轉至落地,將固定在后上桿的斜撐桿的一端移動至左后桿和右后桿上,并調整支撐位置。將前桿中間的套管向右邊或左邊移動并固定,使前左桿和前右桿分離,并分別向下折疊。

推動后上桿和后下桿使其收縮,同時將左框架和右框架相向轉動,使左前桿和右前桿并攏,用臨時固定件固定,即變成三棱柱框架,如圖2。

如果同時需要運送足球,將足球放在特定尺寸的球袋中,通過掛鉤將球袋掛在三棱柱框架內即可,也可將其推至器材室作為儲物框架使用。需要再次轉換為球門時,將后框架伸展,打開左、右框架,使斜撐桿位于左、右后桿上的一端并將其移動至后上桿,調整支撐位置并固定,框架整體被撐開,將前左、右桿抬起,套管移動至中間并固定,將腳輪旋轉至朝上,即還原為球門。

變形操作簡單,變形后的框架橫截面近似等邊三角形,結構尺寸合理,且穩定性強。可轉動腳輪的設置使球門移動省時省力,一人即可將變形后的框架拖至指定位置。

圖2 三棱柱框架移動模式

3.折合存放模式

存放球門時,在三棱柱框架移動模式的基礎上,進一步將左、右框架交錯疊放至與后框架平行,形成折合存放模式,如圖3。

變形操作簡單,后框架與左、右框架之間具有長度不同的連接段,形成折合空間,結合框架尺寸,通過計算確定框架間的連接段尺寸,以確保該空間內可容納折疊后的框架。折合后的結構尺寸更小,方便在器材室內存放。

圖3 折合存放模式

二、制作模型

1.第一代產品模型

2018年7月,我在學校實驗室采用PVC管、PVC管連接件、PVC管夾、線棒連接件、萬向節、萬向輪制作了第一代產品,如圖4。

圖4

2.第二代產品模型

2018年10月,我在加工廠完成第二代產品,如圖5。(指導老師:王 霞)

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