专利名称：四维球的制作方法
(一)技术领域运动、休闲领域之体育用品类。
背景技术：
普通气球空中不定漂浮可助力升空而自由坠落特性。正四面立方体的空间对称性及其多面旋转超稳定特性。排球、篮球、手球、水球等不借助工具而主要以手为直接触点的球类体育运动项目之娱乐或竞技特性。
发明内容1.一般描述本土原创的四维球可看作由四个正三角型构成的正四面体，其正三角形边缘向外突呈均匀对称弧线变形而形成的一种休闲运动用类球状正四面体，经手接力拍击可在空中作不同速度、角度和旋转的连续运行。
2.要解决的技术问题与外观及分型此正四面体各面外凸呈均匀对称曲面状，任何一面与其他三面相邻，其边缘依次无缝拼接粘连，一次性或可反复充填形成外凸类球状正四面立方体(图1)。其各边为棱长24-48cm、以同棱为半径圆之1/6弧线段(图2)。标准正四面立方体棱长为36cm，此时弧线段长37.68cm，各面面积相等为912cm2，总面积为3648cm2(图3)。四个立面应分别赋予数值符号，并可印制相关标记，也可选用彩色背景图案。可分为轻型、重型及二者之间过度类型。轻型体积较大，滞空时间较长，成角度旋转较缓，同等力量拍击运行速度较慢，重型则反之。
3.解决其技术问题所采用的技术方案与主要材料推荐使用电脑制版立体展开放样，规格精度较高；可采用高周波塑胶溶接方式拼接、手工或机械缝纫拼接、注塑方式成型等，以保证几何失真较小；外表面标记与图案采取丝网印刷着色经久耐磨。制作材料可采用①橡胶，②PVC与超坚固热碳增韧聚合PVC、PEVA、PU、PE等复合涂层工业塑料，③皮革或人造革，④牛津防水布等其他纺织品。正四面立方体均匀层厚0.25至2.5mm，质量为25至250克，在其中一面中央可留充填用阀道口(图1-3)。制成品具有一定弹性，无毒无嗅、防水防尘、阻燃耐热、抗冻抗蚀抗冲击。
4.四维球的功能与有益效果本发明物轻便易携带，活动占地面积小，可开发标准测验、数值积分、点数趋避及竞技比赛等多种系列活动方式，具有舒体展臂、健脑悦心的保健功能。交叉换手拍击动作可以主动或被动性地屈伸四肢及脊柱，改善身体各部位特别是头、颈、眼、手的协调运动能力，通过对运行中的四维球速度与角度的选择应变，锻炼快速反应能力，提高对运动物体空间位置变化趋势的预测和判断水平，以逐渐形成敏锐的时空感。
类球体之四个面任何一面与其他三面依次相邻，可被分别定义。即水平放置时完全面向视线而遮掩其他二面的为A面，此时俯视以暴露被A面遮掩的二个邻面，A面逆时针方向邻面为B面，A面顺时针方向之邻面为C面，分别与A、B、C三面相邻的底面则为D画。同时定义与D面正上方所对应的A、B、C三面交汇顶点为D点，与B面对应的另三面交汇点为B点，与C面对应的另三面交汇点的C点，与D面对应的另三面交汇点为D点，每个四维球共有A、B、C、D四个点。同时定义A、B面相邻连接之弧线为AB缘(线、弧)，A、C面相邻连接之弧线为AC缘(线、弧)，A、D面相邻连接之弧线为AD缘(线、弧)，B、C面相邻连接之弧线为BC缘(线、弧)、B、D面相邻连接之弧线为BD缘(线、弧)，C、D面相邻连接之弧线为CD缘(线、弧)，每个四维球共有六条缘(线、弧)。
1.图1图1-1 A立面正视图——平视仅可见A曲面投影，同时B、C面被A面遮掩。
图1-2 A立面后视图——即B、C两立面侧视图，其间被居中的相应连接边缘分隔。
图1-3 D平面仰视图——D面为底时仅可见D曲面投影及其中央的充填用阀道口。
图1-4 D平面俯视图——俯视D面被A、B、C三面遮掩，可见三面相应连接之边缘线。
2.图2四面立方体类球变形各面比例示意图(比例尺为1∶10)。缘长度等于以同棱为半径圆之1/6弧线段。标准体棱长36cm时弧线段长37.68cm。
3.图3正四面体及其类球变形立体透视图。
具体实施方式
1.适用范围可供室内外全天候使用，尤其鼓励用于公园绿地或海滩湖畔户外休闲活动，运动量便于自行掌控。广泛适合各类健康人群甚至上肢健全的部分失能人士，无年龄、性别、种族、宗教、语言、身高、体重等歧视，可作混合编组竞技。
2.使用方式赤手拍击或持具拍击。正四面类球体在空中升降及水平运行时，以适当的力量与角度选击某一处(面、缘、角)，制造其不同速度与角度和旋转的落点(面、缘、角)之可能性，使自己或对手之一利于或不利于接力续击趋避落点(面、缘、角)。适合单人、双人、三人及以上组成的多梯级团队，可根据活动模式设计场地标准与活动规范。
3.深度开发可附加应用声光电附装置增加易用性和趣味性，利用传感器接收与控制电路进行智能化设计和后处理，可制作电脑游戏与专业网站。可拓展公益性及商业性广告载体和相关周边产品的开发。
权利要求
1.该项发明本土原创，中文标准名称为“四维球”，英文译名“SPHEREPAKINGTETRAHEDRON”，属于运动、休闲领域之体育用品类。它是一种用于休闲运动用的类球状正四面体，经手拍击可在空中作不同速度、角度和旋转的连续运行。其特征是其各面被赋予相应的数值符号与色彩或标记，运动参与者通过对其运行中速度与角度的选择应变，锻炼快速反应能力，提高对运动物体空间位置变化趋势的预测和判断水平，以逐渐形成敏锐的时空感，从而改善身体各部位特别是头、颈、眼、手的协调运动能力。
2.根据权利要求1所述的四维球，其特征是它可看作由四个正三角型构成的正四面体，其正三角形边缘向外突呈均匀对称弧线变形。此正四面体各面外凸呈均匀对称曲面状，任何一面与其他三面相邻，其边缘依次无缝拼接粘连，一次性或可反复充填形成外凸类球状正四面立方体。其各边为棱长24-48cm、以同棱为半径的正圆之1/6弧线段。标准正四面立方体棱长为36cm，此时变形的六条弧线段长均为37.68cm，各面面积相等为912cm2，总面积为3648cm2。
3.根据权利要求1所述的四维球，具有一定弹性，其特征是主要制作材料可采用①橡胶，②PVC、PEVA、PU、PE等复合涂层工业塑料，③皮革或人造革，④牛津防水布等其他纺织品。正四面立方体均匀层厚0.25至2.5mm，质量为25至250克，在其中一面中央可留充填用阀道口。制成品无毒无嗅、防水防尘、阻燃耐热、抗冻抗蚀抗冲击。
4.根据权利要求1所述的四维球，其特征是四个立面应分别赋予数值符号，并可印制相关标记，也可选用彩色背景图案。可分为轻型、重型及二者之间过度类型。轻型体积较大，滞空时间较长，成角度旋转较缓，同等力量拍击运行速度较慢，重型则反之。
5.根据权利要求1所述的四维球，其特征是本发明物轻便易携带，活动占地面积小，利于室内外全天候使用，特别是在公园绿地或海滩湖畔等户外进行休闲活动。无年龄、性别、种族、宗教、语言、身高、体重等歧视，运动量便于自行掌控。可开发标准测验、数值积分、点数趋避等多种系列活动方式，开展编组竞技比赛。可根据活动模式设计场地标准与活动规范。
6.根据权利要求1所述的四维球，其特征是广泛适合各类人群，可用于单人、双人、三人及以上组成多梯级团队。选其一处(面、缘、角)以适当力度经手拍击，可使之在空中作不同速度、角度和旋转的运行，让自己或对手之一利于或不利于接力续击趋避落点(面、缘、角)。有利于改善身体各部位特别是头、颈、眼、手的协调运动能力，通过对运行中的四维球速度与角度的选择应变，锻炼快速反应能力，提高对运动物体空间位置变化趋势的预测和判断水平，以逐渐形成敏锐的时空感。
7.根据权利要求1所述的四维球，其特征是可以用于深度开发。通过附加应用声光电附装置增加易用性和趣味性，利用传感器接收和控制电路进行智能化设计和后处理，可制作电脑游戏与专业网站。可拓展公益性及商业性广告载体和相关周边产品的开发。
8.根据权利要求1所述的四维球，其特征是类球体之四个面任何一面与其他三面依次相邻，可被分别定义。即水平放置时完全面向视线而遮掩其他二面的为A面，此时俯视以暴露被A面遮掩的二个邻面，A面逆时针方向邻面为B面，A面顺时针方向之邻面为C面，分别与A、B、C三面相邻的底面则为D面。同时定义与D面正上方所对应的A、B、C三面交汇顶点为D点，与B面对应的另三面交汇点为B点，与C面对应的另三面交汇点的C点，与D面对应的另三面交汇点为D点，每个四维球共有A、B、C、D四个点。同时定义A、B面相邻连接之弧线为AB缘(线、弧)，A、C面相邻连接之弧线为AC缘(线、弧)，A、D面相邻连接之弧线为AD缘(线、弧)，B、C面相邻连接之弧线为BC缘(线、弧)、B、D面相邻连接之弧线为BD缘(线、弧)，C、D面相邻连接之弧线为CD缘(线、弧)，每个四维球共有六条缘(线、弧)。
9.根据权利要求1所述的四维球，其特征是标准正四面立方体棱长36cm时外突变形后弧线段长均为37.68cm。标准体四个面在彩色设计状态下所对应的CYMK色彩规范标准色分别为A面红色(Y90+M100)，赋值为1；B面蓝色(M30+C100)，赋值为2；C面黄色(Y100+M10)，赋值为5；D面绿色(Y100+C100)，赋值为9。此时可在相应各面中央或某对称点以白色印制等大数值符号或标记。标准体四个面在黑白灰度设计状态下A、B、C、D四个面均为白(灰)色，而赋值仍分别对应为1、2、5、9，可在相应各面中央或某对称点以灰(黑)色印制等大数值符号或标记。
10.根据权利要求1所述的四维球，其特征是标准拍击序列和统分方式为①准备发球——右手掌前伸托D面，与A面水平对视。②发球成功——右手将球抛起至少五倍球体高度，可成角度或旋转。③标准次序——左手、左手、右手、左手、右手、左手、右手、右手共计八次，左右手各四击。④局盘计量——将标准顺序重复三次为一局(测验模式)。连续三局为一盘，三盘为一轮以决定胜负，盘间隙期可休歇5分钟。多人参与应依人数加倍计量。⑤积分统计——每一局统局(小)分，三打二胜赢一盘，统盘(大)分三盘二胜赢一轮。⑥团体比赛——每组选派3人竞技，采用分组淘汰制两两相较取胜者进入下一轮，二个组选手最多可与不重复对手单人组合依次交战9轮，率先赢取5轮者胜。或三个组可设计单选手上场序列、每人至多三轮与另外二组各一选手依次同场竞技，最多经七轮交战率先赢取3轮者胜。还可设计每组双人或三人同场竞赛程式。
全文摘要
本土原创的四维球可看作由四个正三角型构成的正四面体，其正三角形边缘向外突呈均匀对称弧线变形，经充填形成外凸类球状正四面立方体(摘要附图)。四个立面分别赋予数值符号，可印制标记或图案。室内外全天候适用，鼓励用于公园绿地或海滩湖畔等户外休闲活动。经手以适当力量与角度选择拍击其某一处，以使作不同速度、角度和旋转空中运行，让自己或对手利于或不利于接力续击。广泛适合各类人群，通过对速度与角度的选择应变，改善身体协调运动能力与快速反应能力，通过预测与判断其运动位置变化趋势，逐渐形成敏锐的时空感。它轻便易携带，活动占地面积小，有标准测验、数值积分、点数趋避及竞技比赛等活动模式。可拓展公益性与商业性深度开发。
文档编号A63B43/00GK101073701SQ20061001910
公开日2007年11月21日 申请日期2006年5月19日 优先权日2006年5月19日
发明者李陕生, 李雪智, 汪楚翔, 龙云翔 申请人:李陕生, 李雪智, 汪楚翔