可伸縮變形球門

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）