球类运动练习装置

本发明涉及一种球类运动练习装置，比如网球练习装置，尤其涉及一 种装有能够控制球飞行范围的练习装置主体的练习装置。

因为这种球类练习装置，比如网球练习装置，能够在相对小的场地上 用于练习，这种练习装置可用于从初学者到具有一定水平专业选手这样大 范围练习者练习时使用。具有多种功能的练习装置已实现了球的飞行接近 了直实运动中的飞行情况，这样就可以经历与真实运动相似的练习，并且 同时在球返回时能够实现多种变化。本发明者所发明的练习装置，通过选 择合适的用来将球悬挂在橡胶材料和模型上的弹性装置以及在建造弹性装 置时做出一些发明而不采用仅依靠橡胶弹性的传统方法(USP 4,902,012, USP 5,098,094)，使球返回情况与真实运动中的情形接近。本发明在球被 击中之后不具有特定的球返回轨道，而是设计出与真实运动中相似的多种 情况的球返回。

然而，在传统工艺条件下，要实现球飞行情况与实际运动中的飞行情 况接近，与球连接的弹性装置必须具有超出某一特定长度的长度。结果， 就要求支杆和球悬挂位置间具有长距离，而且还必须为该装置提供超出某 特定高度的高度，要有大的空间，整个装置的结构就必须大。

此外，由于要获得多种形式回球的设计依赖于固定型式倾斜角，该倾 斜角位于向着球飞行方向安装的反弹板上。因此毫无疑问球的返回情况在 一定程度上是单一的。

此外，在传统工艺情况下，存在这样的情况：由于长时间剧烈练习使 球旋转积累，从而使悬挂球的橡胶扭曲。这种扭曲使球悬挂长度变得过分 地短或者因为悬挂球的橡胶与固定在框架上的橡胶在一点接触，从而存在 接触点被损坏的问题。

在这样的情况下，本发明的主要目的就是提供一种球类运动练习装 置，该装置能够解决传统工艺中的问题，并能实现被击后球的飞行情况与 真实运动中接近，而无须使整个装置尺寸变大。

此外，本发明的又一目的是提供一种球类运动练习装置，该装置能够 产生多种情况的回球，而且更象实际运动中的情形。

本发明的再一目的是提供一种球类运动练习装置，该装置弹性装置的 耐用性进一步提高。

上述目的通过如权利要求所述的发明可以实现。

即，根据本发明的球类运动练习装置包括：一个球，一个悬挂球并同 时调节球飞行范围的练习装置主体，该练习装置主体包括能够通过一个弹 性装置将球挂在某一特定位置的框架和用来支撑该框架的一个支杆，弹性 装置包括沿框架延伸并安装在框架上的框架接头和悬挂球的球接头，其特 征在于安装在框架上的弹性装置的框架接头通过至少一部分具有可旋转返 回机构的返回部分返回。

如果该练习装置按这种方式构成，当球被击中，弹性装置延伸时，从 返回部分返回并具有足够长度的框架接头能够尽可能地消除返回部分的阻 力并平滑伸展，从而实现了被击球的飞行情况与实际运动中情形相似。即 使一个善长用力击球，击球力强大的练习者，该弹性装置也能够实现令人 满意的伸展，并且球的飞行类似于实际运动。此外，由于返回球在充分伸 展的弹性装置的弹力作用下返回，存在返回速度自然的效果。

最好其，返回部分的返回机构是独立的，以避免与框架接头接触的方 式使框架接头返回。

如果按这种方式构成，就有可能避免由于框架接头间重叠而产生的接 触阻力，这样球的飞行情况就能够与实际运动时相似。此外，如果增加返 回接头的数目以确保框架接头的伸展率，就可以避免组成这些框架接头的 相关弹性装置的接触。结果，由于弹性装置间接触阻力而产生的球的不自 然飞行就可以避免，从而更便于人们更加接近于真实运动情形进行练习。

框架可以构造成可转动地铰接在支杆上的结构。

如果该练习装置按这种方式构造，击打悬挂在框架上的球使框架绕支 撑框架的支杆的轴转动，因此，获得与实际运动中相似的富于变化的返回 球，而无须向前安置反弹板和利用反弹板。

为了限制框架绕支杆转动的范围，安装上一个转动限制器。

因为这样构造能够限制框架的运动，球悬挂到框架上的某一特定范 围，这样就可以更可控制地对返回球进行击球处理，可以进行长时间的连 续练习，这也是我们所期望的。

最好其，弹性装置的球接头包括多个形成环的部分，这些部分中的各 部分都通过一个扭曲伸直机构连接，同时，在每个接触位置，球接头的接 触位置可以不同。

按这种方式构造，即使当用力击中的球剧烈转动时，也有利于消除由 弹性装置本身的转动引起的扭曲引起的损害，从而不对弹性装置产生损害 而提高了耐用性，同时还使稳定击球练习连续不断掉。即使练习持续很长 时间，通过改变包括球接头的弹性装置的接触位置，也可以避免球与同一 位置接触，这样就有效减小了由于接触装置磨损引起的麻烦，从而显著提 高整个装置的耐用性。

该球的反弹板可以安装到球飞行方向的前面。

在本发明的情况下，并不总是需要反弹板，但在球飞行方向前面安装 一个反弹板能够获得更富变化的返回球。

当球反弹板的表面角度可变化时，可以获得更多变化情形的返回球。

还可以安装一个具有返回防止机构的靶子，该靶子防止球飞行方向前 面的飞出的球返回。

这样构造有利于确认球击中靶子，即使当被练习者击中的球飞行过快 难于判定击出的球是否击中靶子时。

用采限制弹性装置的框架接头向下位移的向下位移限制器可以被安装 到本发明的框架上。

这样构造，即使当球被用力击中时，也能够限制球向下位移，这样就 便于返回球回到最初挂球的位置。

向下位移限制器接近于框架的一端安装，可以由多个不同尺寸的圆环 组成。

这样构造有效减小了弹性装置和圆环间在每个圆环处的接触阻力，因 为球的载荷被分配到多个圆环上，这样与击球相关联的球的飞行与不受限 制的自然击球情况相似。

最好是，至少一个向下位移限制器装有一个隔离机构，用来减小与弹 性装置的接触。

当球被击中时，连接到球上的弹性装置被一个强大的力拉动，与平行 存在的弹性装置接触，但如果这些弹性装置的接触大，就存在这样情形， 弹性装置运动过程中产生阻力，或最终弹性装置被损害。结果，弹性装置 的耐用性受到损害性影响，同时，被击球的飞行受到非自然限制，这是所 不期望的。结果，提供这种隔离机构不但能够增加弹性装置的寿命，而且 被击球的飞行也变得象实际击球情形一样自然。

图1是根据本发明的球类运动练习装置整体结构的透视图；

图2是图1所示的练习装置的支杆的下部分的放大透视图；

图3是解释图1所示的练习装置的操作的平面图；

图4是弹性装置的球接头的放大透视图；

图5是隔离机构的放大截面图；

图6是返回部分的放大侧视图；和

图7是靶子装置的正视图。

现在参照附图，将更为详细地描述按照本发明的球类运动练习装置的 实施例，此后以网球练习装置为例。

图1示出了网球练习装置的整体结构。其具有，一个悬挂球B的练习 装置主体1和飞行的球B在此反弹的反弹板7。练习装置主体1包括通过 弹性装置2将球B悬挂在某一特定位置的框架3和支撑框架3的支杆4。 支杆4还包括以框架3中心部分附近为旋转中心可旋转地支撑框架3的主 支杆4”和支撑与悬挂球B一端相对的另一端的副支杆4”，也即框架3的 端部。主支杆4’最好约1600-2000毫米(mm)高。主支杆4’和副支杆4” 形成管状，具有可伸缩结构。也就是说，伸展部分4’b、4”b可以分别 安装在组成支杆4’和副支杆4”的管中，它们能够从主支杆4’和副支杆 4”的基部4’a，4”a向上伸展。如图1所示，支杆4’和4”能够伸展 为两级，但它们也可以伸展为多级或可以是不伸展的固定长度。当伸展部 分4’b、4”b伸展到特定长度时，它们可以用普通螺丝型制动器4’c、4” c固定位置。

主支杆4’的下端部，腿11向四个方向伸展，这样主支杆4’可以通 过焊接固定稳定地竖立。腿11的长度、厚度等可以是能够稳定支杆直立 的任何尺寸。然而，副支杆4”的下端并不固定到主支杆4’和腿11上， 而是松松地插入并固定在通孔11b中，通孔11b形成于腿11的两条腿交 叉处的三角盘11a中，并通过焊接固定在里面使得副支杆不容易跳出。也 就是说，副支杆4”的下端以这样的方式在一点被支撑，使得副支杆4” 能够在主支杆4’周围进动。自然，如果由于球B打击运动的结果下端不 容易向上移动和跳出，副支杆4”的下端部不被限制到用来将副支杆4” 的下端插入在三角盘11a中形成的孔11b的系统，而是可以通过其它构造 在某点被支撑。

因为副支杆4”的下端在一点支撑使得4”能够在主支杆4’周围进动， 如图3所示，通过练习者击球产生副支杆4”的进动，框架3转动，并当 球B飞行时随着球B的运动而移动。这时，如图2所示，可以安装一个转 动限制器5以便限制框架3的转动范围，这样框架3的运动就能够控制了。 转动限制器5包括两条长度有富余的链子组成，这两条链子连接两个支杆 支撑元件16，该支撑元件16用来加固地将主支杆4’的腿11支撑到副支 杆4”上。当击中球B副支杆4”后退和移动时，组成转动限制器5的两 条链子中的某一条在限制副支杆4”运动的方向上起作用。如果连接链子 的链子套索部分安装在副支杆4”或支杆支撑元件16上，富余长度能够调 节，此外，限制范围也随之变化。这就是说，如果期望增加击球后返回球 的变化，将应增加转动限制器5的富余c长度，甚至去掉转动限制器5。 这样构造，就可以使返回球发生变化而不象传统技术中那样依赖于反弹板 的轮廓，尤其是，反弹角度，这就可以进行与实际运动相同的练习。还可 以使用索、绳、带或线代替链子用做限制器5。

最好用另一链子12将主支杆4’连接到框架3上与悬挂球B端相反的 另一端上，这样副支杆4”不会随意变化，即使当练习者猛烈击球时，副 支杆4”也在特定范围内稳定运动。

主支杆4’和框架3以可自由解开的方式连接，并通过将制动器13的 顶端穿过框架3旋入主支杆4’的延伸部分4’b内侧而固定，同时使框架 3支撑到主支杆4’的延伸部分4’b的外侧凸缘(图中未示出)上。相似 的，副支杆4”与框架3的另一端也以可自由解开的方式连接，并通过将 制动器14的顶端穿过框架3旋入副支杆4”的延伸部分4”b的内侧而固 定，同时，使框架3支撑到副支杆4”的延伸部分4”b的外侧凸缘(图中 未示出)上。自然地，如果提供用来将主支杆4’连接到框架3的另一端 的链子12，用制动器14来旋住和固定的作用就不总是必要的，而是可以 只起防止框架3的另一端从副支杆4’出来的作用。从制动器13到制动器 14的距离最好约为300-800mm。

框架3与主支杆4’和副支杆4”的形式相似为管状，并具有可伸缩 结构。从基部3a到框架3的末端，可伸缩伸展部分3b安装在组成基部3a 的管中，当伸展部分3b伸展到特定位置时，该部分由安装在基部3a的制 动器15固定。如图所示该框架3可以不是可伸缩系统，而是具有固定长 度的系统。尤其是，框架3的长度最好为大约2000-4000mm。

框架3的底边上，沿框架3的直立方向安装有一个由橡胶组成的弹性 元件2。该弹性元件2包括沿框架3长度方向的框架接头2a和球接头2b， 该球接头从框架3的一端附近向下连接到框架接头2a上，用来悬挂球B。 该弹性装置中，框架接头2a的向下位移受到安装在框架3上的向下位移 限制器6的限制。也就是说，即使当球被用力打击时，球的向下位移也在 一定程度上受到向下位移限制器6的限制，因此返回球容易回到最初悬挂 的位置，这方便于连续击球练习。

向下位移限制器6包括多个不同尺寸的圆环6a、6b、6c、6d，6a、6b、 6c安装在框架3的一端附近，6d安装在框架3长度方向上底部接近中心 部分。圆环6a安装在框架3一端的顶端附近，且在框架3接近支杆的位 置的底部安装直径略大于圆环6a直径的圆环6b，在圆环6a、6b之间，球 B悬挂着，圆环6c的直径几乎与位于一端的圆环6a的直径相同，并安装 在框架3的底部比圆环6b更靠近的位置。圆环6b作为向下位移限制器6 不是必需的，但使圆环6a到圆环6b的直径略微增加，以能够将球B的载 荷分散在圆环6b和6c上，结果，弹性元件和每个圆环间的接触阻力就能 够有效减小，而且击球B后球的飞行不受限制，更接近自然击球情况，这 正是所期望的。自然在圆环6a一侧，可以同时安装圆环6b和6c，而且， 具有不同尺寸的圆环的安装数目可以增加。

安装在框架3长度方向底部接近中心部分的圆环6d可以具有与圆环 6a、6b、6c相似的结构，但最好构造成如图5所示具有隔离机构8用以隔 离每个弹性装置的结构。如果以这种方式构造，当弹性装置的框架接头2a 如后面所述由多片组成时，由于打击球B而产生的相互接触引起的阻力就 能够尽可能地消除，这是方便的。该隔离机构8包括多个短管，每个管子 允许接头2a的一片通过，通过粘合剂或焊接等类的连接方式将管子安装 到框架3的基部3a底边外周上。组成隔离机构8的每个管子的轮廓应该 使弹性装置能够在内侧光滑滑动。此外，隔离机构8的管内侧可以安装诸 如Teflon(聚四氟乙烯，商标名)之类的树脂层，该树脂层将使管内侧摩 擦较小。圆环6b、6c能以相似的方式安装隔离机构8。

接着，将讨论弹性装置的框架接头2a的放置过程。框架接头2a从弹 性装置弯曲部分17开始，该弹性装置弯曲部17安装在主支杆4’的伸展 部分4’b的顶端附近，并沿框架3的长度方向向着伸展部分3b的一端伸 展安装。接着框架接头2a穿过隔离机构8的内侧，该隔离机构是组成圆 球6d的元件之一，框架接头2a通过安装有随后将谈到的返回机构的返回 部分26的前端改变方向，然后框架接头2a再次通过隔离机构的内侧，它 是组成圆环6d的元件之一，通过随后将讨论的返回部分18的后端改变方 向，再次通过另一隔离机构8的内侧，它是组成圆环6d的元件之一。接 着，框架接头2a再通过圆环6c、圆环6b的内侧并向前伸穿过随后将讨论 的弹性装置的球接头2b。如果按这种方式构造，当打击球B时，弹性装置 的框架接头2a伸展长度，该长度超出从弹性装置弯曲部分17到弹性装置 球接头2b间的长度，当打击球时有充足的长度伸展就可实现球的飞行与 实际运动中情形相似，这正是所期望的。

此外，弹性装置的框架接头2a从安装在框架3一端顶部附近的圆环6a 的内侧进入，向外摆动，然后沿最初方向通过圆环6b、6c的内侧。框架 接头2a在到达返回部分18的后端时，变为相反方向，如图6放大所示， 返回部分18装有安装到框架3另一端底部附近的返回机构，框架接头2a 到达包括圆环6d的隔离装置，此处框架接头2a还通过另一隔离机构8的 内侧并到达装有返回机构的返回部分26的前端一侧。返回部分26的前端 侧的结构可以相似于如图6所示返回部分18后端侧的结构，安装到如图1 和图4所示的框架3伸展部分3b一端侧附近圆环6c一侧的下部。这样， 最好，安装返回部分26前端侧与框架3的伸展部分3b顶端距离约为150 -400mm。此外，弹性装置的弹性接头2a的方向通过返回部分26的前端 侧改变，框架接头2a通过圆环6d的另一隔离机构8的内侧，最后返回并 固定到弹性装置弯曲部分17上。这样，返回部分18的后端侧和返回部分 26的前端侧构成一对返回部分。

自然地，通过返回部分18前端侧的框架接头2a还可以更一步达到返 回部分18的后端侧，并再次重复返回，在这一过程中，框架接头2a进一 步伸展，由于打击球产生进一步增加弹性装置伸展的效果，这尤其适合击 球有力的练习者练习。

返回部分18的后端和返回部分26的前端安装有滑轮19，框架接头2a 垂直通过两者而不互相接触，滑轮19绕轴25能够光滑转动。滑轮19组 成一个返回机构。按照通过滑轮的弹性装置的数量，滑轮19的数目可以 增减。简而言之，应该选择滑轮的数量，该滑轮能够尽可能避免弹性装置 间的接触和避免产生接触阻力。滑轮19的表面最好足够光滑以减小与弹 性装置的框架接头2a的接触阻力，而且最好在表面上涂上Teflon(商标 名)。滑轮19本身可以由一个球轴承组成或者将一个球轴承装在滑轮19 和轴25之间用以接触。

通过确保弹性装置框架接头2a的足够长度，击球B时就可以获得与 实际运动相似的练习效果而不产生使弹性装置伸展的不自然强张力。在本 实施例中，弹性装置框架接头2a的方向改变次数不受限制，而是可以更 一步增减。

另一方面，弹性装置的球接头2b包括：与框架接头2a接触的环形第 一接头2b1、位于下面通过扭曲拉直机构9连接的第二接头2b2和通过另 一扭曲拉直机构9连接的第三接头2b3。自然，这些接头的数目不受限制， 相似的，在每个接头中所采用的扭曲拉直机构9的数目可以根据接头的数 目按照需要变化。第一接头2b1、第二接头2b2和第三接头2b3长度几乎 相同，但其长度也可按照需要变化。

尤其是，环形第一接头2b1的悬挂长度大约是200-400mm，第二接头 2b2和第三接头2b3的悬挂长度最好约为300-600mm。

扭曲拉直机构9包括两个与弹性装置连接的顶部和底部圆环9a、9c 和介于两圆环9a、9c之间的夹具9b，夹具9b自由固定到从圆环9a、9c 一端伸出的凸缘(图中未示出)上。安装这种扭曲拉直机构9能够减缓各 弹性装置的接头扭曲引起的载荷，即使当练习者击出的球剧烈转动时，尤 其是提高了弹性装置的耐用性。此外，由于弹性装置的球接头2b是分开 的，形成多个圈，就可以按照需要移动和改变位于圆环9a、9c与组成扭 曲拉直机构9的球接头2b间的接触点，以及同一点处的接触情况，这样 可以避免长时间连续接触，因此，弹性装置的球接头2b的寿命能够被显 著提高，这正是所希望的。在球接头2b和框架接头2a间的接触也一样。 即，由于弹性体的球接头2b形成圈状，可以避免两元件的点接触，按照 需要框架接头2a从弹性弯曲部分17进行补偿，同时吸收或消除尾端侧的 多余部分，这样就避免了在同一点接触(一点接触)。

另一方面，在实现本实施例中并不总是必须有反弹板7。但反弹板7 存在能够使返回球更富于变化和使练习更真实。

比如，如图1所示，在此实施例中所采用的反弹板7包括：主反弹板 7a、7b，其上部略微倾斜成斜面，并向左右折叠成两个面，和双折叠的副 反弹板7c、7d，其与主反弹板成相反方向倾斜且位于比主反弹板7a、7b 高度的近中间位置低的位置。主反弹板7a、7b和副反弹板7c、7d均是中 间部分稍向后边退，并且相反地，左右外端部分弯曲使其更接近球的一侧。 这些反弹板的弯曲角按照练习的目的可以按需要而改变。在这种情况下， 副反弹板7c、7d的顶端侧边与底端侧边不同，底端侧边是水平的，顶端 侧边是倾斜的，向着双折叠副反弹板7c，7d的中间会聚点顶端侧边稍高 一些。这种结构，双折叠主反弹板7a、7b和双折叠副反弹板7c、7d，其 上部均稍微倾斜，中间部分稍微向着后侧退后，相反地，左右端部分弯曲 使其更稍微接近球一侧。这些反弹板的弯曲角度可以按照练习目的的需要 改变。在这种情况下，副反弹板7c、7d的顶端侧边不同于水平的底端侧 边，顶端侧边是倾斜的，向着双折叠副反弹板7c、7d的中间会聚点顶端 侧边稍高一些。如果按这种方式构造，当双折叠主反弹板7a、7b的上部 稍向这边倾斜时，在双折叠副反弹板7c、7d间的接触部分形成线接触的 部分也增加。即，既然两个反弹板都是双折叠的，使接触的两个反弹板实 质上产生点接触，但可避免由于这样点接触造成的接触不稳定性。

与两个反弹板的折叠角一起，倾斜角可以手动或自动改变。虽然图中 未示出，副反弹板7c、7d的下端部分由于在向后退一侧使用诸如弹簧或 橡胶之类的弹性装置，该下端部分预先是有能量的，为克服这种能量，副 反弹板7c、7d的下端部通过使用线等物品手动或自动将其拉到这边。为 了在练习过程中提供返回球的变化性，可以通过使用具有离心凸轮的电机 自动重复拉进和后退副反弹板7c、7d的下端部分的操作。

此外，期望固定主反弹板7a、7b和副反弹板7c、7d的弯曲中心的位 置，并同时通过使用诸如弹簧或橡胶之类的弹性装置迫使两个端部预先向 着后退一侧，通过使用线等物品手动或自动将副反弹板7c、7d的两端部 分拉到这边，因为两个反弹板的打开角度能够被调节和改变。在这种情况 下，可以通过使用具有离心凸轮的电机自动重复拉进和后退副反弹板7c、 7d的下端部分的操作。

比如，主反弹板的尺寸可以大约为1500-2000mm高，全宽为400- 1000mm，副反弹板可以大约为600-1000mm高，全宽为400-1000mm。 (另一实施例)

当如图1所示的练习装置主体1被用来练习网球时，除了反弹板7放 在前面的情况以外，还可以把具有靶子20的靶子装置放在前面进行练习。 在这种情况下，靶子装置可以放在反弹板7的位置或者与反弹板7并置。 最好将靶子20与反弹板7并置，因为可以实现更真实的练习。靶子20悬 挂在悬挂装置22的另一端上，悬挂装置22以能够自由变化位置的水平方 向安装到可伸展的支杆21的顶端。靶子20由金属或树脂的线组成，圆环 形，直径可以自由伸缩。即，靶子20的两端上自由的，两端互相叠压， 形成具有特定直径的圆环，通过安装到悬挂装置22另一端上的拉紧装置23 拉紧固定。解开拉紧装置23能够容易地改变靶子20的直径。靶子20还 在低处装有存储部分24，这是一个返回防止机构。如果练习者打击的球的 飞行速度过分地高，存在不能判断球是否进入靶子20的情况。然而，如 果在靶子20上装有存储部分24，当球进入靶子20时，连接球B的弹性装 置的球接头2b进入存储部分24的入口，然后进入存储部分24，使返回球 的运动停止，从而准确判断出球进入靶子20。

弹性装置2最好是天然橡胶、人造橡胶等，但为获得某一特定张力， 可以选择多种类型的材料和轮廓，弹性装置2可以是单橡胶片或平行或堆 积的多个橡胶片，或者弹性装置2可以是在橡胶周围包有能够控制橡胶伸 展的限制绳的混合绳。

关于反弹板7的轮廓，在上述实施例中，反弹板7具有从中间部分左 右构成两部分的结构，但本发明不应局限于此，反弹板可以是一片厚木板 或者可以是一块装有多个折叠过程的可转动的盘。

按照本发明的球类运动练习装置除了用作网球练习装置之外可以应用 到racquetball(一种网球游戏)和壁球(squash racquets)等。

此外，除了悬挂橡胶网球或硬网球之外，还可以在球飞行的前方位置 放置一个网，这样可以进行击球练习。

而且，悬挂在弹性装置上的橄榄球放置在地上，如图7所示的靶子放 在前方进行练习。