一种羽毛球拍XYZ三向振幅试验机的制作方法

本发明涉及一种羽毛球拍xyz三向振幅试验机，属于体育器材检测技术领域。

背景技术：

随着羽毛球运动项目的普及，羽毛球运动爱好者越来越多，为满足不同羽毛球运动者的打感需求，羽毛球拍的制造技术日益细化，同时对球拍制造的检测设备也更加精细。为了模拟打球者的真实打感，研发人员往往会从不同的性能方面去测试球拍的一致性。例如，在击球过程中，球拍受到击打力量后会产生一定程度的振动，由此产生的振动幅度和振动时长会影响使用者的打感和技术发挥，因此研发人员将三向(x、y、z方向)振幅作为球拍检测指标之一来监测球拍的一致性和打感。

目前，已有的三向振幅测试仪器采用的是气缸固定推进行程来推动球拍，通过固定位移的方式给球拍推力后,经释放得到球拍振幅。但由于不同规格的球拍中管和拍框的软硬度是各不相同的，若每种球拍都固定相同位移值给球拍推力，得到的振幅不能够反应球拍的真实振动情况，因为在真实的打球过程中，运动员往往是依靠受力强弱来判断击球手感。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是：克服现有技术存在的问题，提供一种羽毛球拍xyz三向振幅试验机，能够针对不同规格的羽毛球拍调整振动位移，进而反映羽毛球拍的真实振动情况。

本发明解决其技术问题的技术方案如下：

一种羽毛球拍xyz三向振幅试验机，包括机柜，在所述机柜的顶面设有球拍固定座和水平及垂直调节装置，在所述球拍固定座上安装有气缸驱动的球拍手柄夹具，所述球拍手柄夹具中放置有横向布置的羽毛球拍，在所述羽毛球拍的拍框t头处设有夹头，所述夹头上设置有三轴振动传感器，所述水平及垂直调节装置上设有预变形测试机构。

本发明进一步完善的技术方案如下：

优选地，所述水平及垂直调节装置包括水平位移机构和垂直位移机构，所述水平位移机构安装在机柜的顶面且横向布置，所述垂直位移机构安装在水平位移机构上且垂直布置，并且所述垂直位移机构可沿水平位移机构横向移动，所述预变形测试机构设置在垂直位移机构上并可沿垂直位移机构上下移动。

优选地，所述水平位移机构包括第一导轨和第一滑块，所述第一导轨安装在机柜顶面且横向布置，所述第一滑块设置在在第一导轨上并可沿其横向移动；所述垂直位移机构包括的第二导轨和第二滑块，所述第二导轨安装在第一滑块上且垂直布置，所述第二滑块设置在第二导轨上并可沿其上下移动。

优选地，所述第一导轨包括左固定板和右固定板，在所述左固定板与右固定板之间连接有横向布置的第一丝杆，所述第一丝杆的一端设有手轮，所述第一丝杆上具有外螺纹，所述第一滑块的中心具有贯穿的螺纹孔，所述第一滑块的螺纹孔内的螺纹与第一丝杆的外螺纹相啮合；所述第二导轨包括上固定板和下固定板，在所述上固定板与下固定板之间连接有垂直布置的第二丝杆，所述第二丝杆上具有外螺纹，所述第二滑块的中心具有贯穿的螺纹孔，所述第二滑块的螺纹孔内的螺纹与第二丝杆的外螺纹相啮合，在所述上固定板上设有电机，所述电机的输出端与穿过上固定板的第二丝杆连接。

优选地，在所述第一滑块的下端设有第一滑动部件，所述第一滑动部件与布置在左固定板与右固定板之间的第一滑轨相配合；在所述上固定板与下固定板之间设置有侧挡板，在所述第二滑块的一侧设有第二滑动部件，所述第二滑动部件与布置在侧挡板上的第二滑轨相配合。

优选地，所述预变形测试机构包括固定安装在第二滑块上的l形连接板，所述l形连接板上设有力传感器，所述力传感器上设置有安装板，所述安装板上设有电磁铁，所述电磁铁的中心具有贯穿孔，所述贯穿孔中设置有滑动轴承，所述滑动轴承与圆柱状的电磁铁触点连接，所述电磁铁触点可与拍框顶端接触。

采用上述结构，当电磁铁通电时，在磁力作用下滑动轴承带动电磁铁触点缩回，电磁铁触点与拍框顶端分离，当电磁铁断电时，在回弹力作用下滑动轴承带动电磁铁触点伸出，电磁铁触点与拍框顶部接触。这样，电磁铁通过滑动轴承可带动电磁铁触点伸缩，以实现电磁铁触点与拍框顶端的接触与分离。

优选地，所述电磁铁布置在安装板的内端，所述安装板的外端设有竖向布置的支撑板，在所述支撑板上具有可容许电磁铁触点穿过的通孔；所述l形连接板包括竖直板和水平板，所述竖直板安装在第二滑块上，并且所述竖直板与水平板的内端固定连接，在所述水平板的外端部设有力传感器，在所述竖直板与水平板连接处设有梯形的加强板。

优选地，在所述球拍固定座的顶端设有底板，所述底板通过侧板与顶板固定连接，所述顶板上设有气缸，在所述底板与顶板之间设置有球拍手柄夹具；所述球拍手柄夹具包括上夹体和下夹体，所述下夹体安装在底板上，所述上夹体通过滑杆与顶板活动连接，并且所述气缸的伸缩轴穿过顶板后与上夹体固定连接。

上述结构中，滑杆的底端固定在上夹体上，上部设置在顶板的通孔中并可在气缸驱动下相对于顶板上下滑动。

优选地，在所述上夹体、下夹体的内侧接触面上均制有与球拍手柄相配合的凹槽，在所述底板的中部制有沿长度方向延伸的卡槽，所述卡槽中设置有用于限定球拍手柄的后定位挡板。

优选地，在所述机柜的底部四角设有支撑腿；在所述机柜的中部设有隔板，所述隔板将机柜内部空间划分为电器柜和储物柜；在所述电器柜的柜门上设有控制面板，所述控制面板与控制器连接，所述控制器分别与电机、电磁铁、力传感器和三轴振动传感器连接。

本发明的优点是采用可调节力值的力传感器，不仅改变了仅仅依靠等位移给予球拍预变形力的方式，还通过定荷重的方式测试不同类型球拍的振幅，对于不同规格的球拍，设计不同的预变形力，可以得到专有的变形位移和振幅数据，同时还可以对比不同硬度的球拍的振幅，更加直接的模拟了真实的使用状态，准确地了解球拍制造的一致性。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图2为本发明中水平及垂直调节装置的结构示意图。

图3为本发明中预变形测试机构的结构示意图。

图4为本发明中球拍手柄夹具的结构示意图。

图5为本发明中夹头与三轴振动传感器的结构示意图。

图中：1.机柜，2.球拍固定座，3.水平及垂直调节装置，4.气缸，5.球拍手柄夹具，6.羽毛球拍，7.夹头，8.预变形测试机构，9.手轮，10.电机，11.第一丝杆，12.第二丝杆，13.支撑腿，14.三轴振动传感器，101.电器柜，102.储物柜，103.控制面板，201.底板，202.侧板，203.顶板，301.水平位移机构，302.垂直位移机构，3011.第一导轨，3012.第一滑块，3013.第一滑动部件，3014.第一滑轨，3021.第二导轨，3022.第二滑块，3023.第二滑动部件，3024.第二滑轨，204.卡槽，205.后定位挡板，501.上夹体，502.下夹体，503.滑杆，801.l形连接板，802.力传感器，803.安装板，804.电磁铁，805.滑动轴承，806.电磁铁触点，807.支撑板。

具体实施方式

下面参照附图并结合实施例对本发明作进一步详细描述。但是本发明不限于所给出的例子。

实施例1

如图1所示，一种羽毛球拍xyz三向振幅试验机，包括机柜1，在机柜1的顶面设有球拍固定座2和水平及垂直调节装置3，在球拍固定座2上安装有气缸4驱动的球拍手柄夹具5，球拍手柄夹具5中放置有横向布置的羽毛球拍6，在羽毛球拍6的拍框t头处设有夹头7，夹头7上设置有三轴振动传感器14（见图5）。水平及垂直调节装置3上设有预变形测试机构8。在机柜1的底部四角设有支撑腿13；在机柜1的中部设有隔板，隔板将机柜1内部空间划分为电器柜101和储物柜102，在电器柜101的柜门上设有控制面板103（控制面板103主要由电源开关和急停开关组成），控制面板103与控制器（即电脑）连接，控制器分别与电机10、电磁铁804、力传感器802和三轴振动传感器14等控制元件连接。

如图2所示，水平及垂直调节装置3包括水平位移机构301和垂直位移机构302，水平位移机构301安装在机柜1的顶面且横向布置，垂直位移机构302安装在水平位移机构301上且垂直布置，并且垂直位移机构302可沿水平位移机构301横向移动，预变形测试机构8设置在垂直位移机构302上并可沿垂直位移机构302上下移动。具体地，水平位移机构301包括第一导轨3011和第一滑块3012，第一导轨3011安装在机柜1顶面且横向布置，第一滑块3012设置在在第一导轨3011上并可沿其横向移动；垂直位移机构302包括的第二导轨3021和第二滑块3022，第二导轨3021安装在第一滑块3022上且垂直布置，第二滑块3022设置在第二导轨3021上并可沿其上下移动。其中，第一导轨3011包括安装在机柜1顶面的左固定板和右固定板，在左固定板与右固定板之间连接有横向布置的第一丝杆11，第一丝杆11的一端设有手轮9，第一丝杆11上具有外螺纹，第一滑块3012的中心具有贯穿的螺纹孔，第一滑块3012的螺纹孔内的螺纹与第一丝杆11的外螺纹相啮合；第二导轨3021包括上固定板和下固定板（安装在第一滑块3012上），在上固定板与下固定板之间连接有垂直布置的第二丝杆12，第二丝杆12上具有外螺纹，第二滑块3022的中心具有贯穿的螺纹孔，第二滑块3022的螺纹孔内的螺纹与第二丝杆12的外螺纹相啮合，在上固定板上设有电机10，电机10的输出端与穿过上固定板的第二丝杆12连接。另外，在第一滑块3012的下端设有第一滑动部件3013，第一滑动部件3013与布置在左固定板与右固定板之间的第一滑轨3014相配合；在上固定板与下固定板之间设置有侧挡板，在第二滑块3022的一侧设有第二滑动部件3023，第二滑动部件3023与布置在侧挡板上的第二滑轨3024相配合。

如图3所示，预变形测试机构8包括固定安装在第二滑块3022上的l形连接板801，l形连接板801上设有力传感器802，力传感器802上设置有截面为长方形的安装板803，安装板803上设有电磁铁804，电磁铁804的中心具有贯穿孔，贯穿孔中设置有滑动轴承805，滑动轴承805与电磁铁804的贯穿孔内壁通过弹簧连接，滑动轴承805与圆柱状的电磁铁触点806连接，电磁铁触点806可与拍框顶端接触。其中，电磁铁804布置在安装板803的内端，安装板803的外端设有竖向布置的支撑板807，在支撑板807上具有可容许电磁铁触点806穿过的通孔。另外，l形连接板801包括竖直板和水平板，竖直板安装在第二滑块3022上，并且竖直板与水平板的内端固定连接，在水平板的外端部设有力传感器802，力传感器802固定连接水平板外端与安装板外端，在竖直板与水平板连接处还设有梯形的加强板。

如图4所示，在球拍固定座2的顶端设有底板201，底板201通过侧板202与顶板203固定连接，顶板203上设有气缸4，在底板201与顶板203之间设置有球拍手柄夹具5。球拍手柄夹具5包括上夹体501和下夹体502，下夹体502安装在底板201上，上夹体501通过两根滑杆503与顶板203活动连接，并且气缸4的伸缩轴穿过顶板203后与上夹体501固定连接。另外，在上夹体501、下夹体502的内侧接触面上均制有与球拍手柄相配合的凹槽，在底板201的中部制有沿长度方向延伸的卡槽204，卡槽204中设置有用于限定球拍手柄的后定位挡板205。

采用本实施例的试验机进行三向振幅检测的方法如下：

（1）通过球拍手柄夹具5固定好羽毛球拍6的手柄端，同时通过手轮9手动调节传感器端的第一丝杆11，使得传感器端在水平方向上向球拍拍框顶点移动，待力传感器802上端固定的电磁铁触点806达到拍框顶部相同竖直位置后，再通过电机10调节传感器端的第二丝杆12，使得电磁铁触点806上升接触到拍框顶点。

（2）根据标准要求，调整球拍预变形力、预变形速度。球拍预变形力在4～10kg之间，预变形速度在10～25mm/min。

（3）设置球拍预变形力和预变形速度后，通过程控启动测试机，使得力传感器802按设定的预变形速度向上推动球拍直至达到预变形力后，记录球拍预变形位移（注意变形起点位置的调整，精度达到0.01mm）。

（4）程控立即启动摆动测试，从球拍预变形处快速释放球拍，即电磁铁触点806立即缩回，将球拍快速释放，球拍将在反弹力的作用下产生振动。球拍在预变形力作用下释放后产生振动时，夹持在球拍拍框t头位置或是球拍框顶部的三轴振动传感器14立即采集球拍第一次至第五次的最大振幅（三轴方向，精度达0.01）和振动时长（频率），其中最大振幅包括拍面水平方向、拍面垂直方向和拍杆方向三个方向（xyz）的振动位移，同时记录球拍从振动开始至振动停止的振动轨迹曲线（三轴方向），准确记录球拍停止振动的时间和总摆动次数，将采集到的三向振幅数据传输到电脑中，即得到该球拍的振幅性能数据。

除上述实施例外，本发明还可以有其他实施方式。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求的保护范围。