МЕТАТЕЛЬ-ТРЕНАЖЕР ДЛЯ ПОЛЕВЫХ ИГР С МЯЧОМ
BALL-LAUNCHER FOR FIELD GAMES WITH BALL

Изобретение относится к спортивным тренажерам, а именно к тренажерам, обеспечивающим отработку игроками навыков приема, обработки, ловли и парирования летящего мяча.
Известен из технической информации («Краснодарские известия», вып. №80 (3549) от 2.06.2006 г.) тренажер для тренировки полевых игроков в футболе. Подача мяча в сторону тренируемого игрока осуществляется за счет ударного механизма в виде изогнутой балки, одним концом жестко закрепленной на валу приводного электродвигателя и наносящего удар по мячу в процессе углового перемещения противоположным свободным концом, а придание направления - посредством линейных направляющих.
Недостатком подобного устройства является отсутствие возможности подкрутки мяча, низкая точность наводки при метании мяча.
Известен из патента Канады (СА 02232201) футбольный тренажер, конструкция которого включает коробчатый корпус, полностью накрывающий расположенный на подвижном шасси ударно-бойковый механизм. Метание мяча осуществляется путем нанесения бойком ударно-бойкового механизма по мячу, зафиксированному перед выходным отверстием корпуса.
Недостатком подобного устройства является отсутствие возможности полноценной подкрутки мяча, низкие точность и повторяемость его подачи.
Наиболее близким по своей технической сущности к предложенному устройству является известный из размещенных в сети Интернет материалов 2009 года компании Dick's Sporting Goods (позиция 1989330) тренажер для тренировки полевых игроков в футболе и ряд подобных, сходных по принципу действия устройств, представляемых различными производителями сходным образом. Конструкция данного устройства включает опорную раму на подвижных опорах, два дисковых толкателя, электродвигатели привода толкателей, раскладной питатель в виде наклонного желоба, вмещающий до 5 мячей, электрический пульт управления. Основным узлом ряда подобных тренажеров, обеспечивающим метание мяча в сторону игрока, является пара симметрично расположенных в одной плоскости эластичных дисков-толкателей, вращающихся в противоположных направлениях. Футбольный мяч с помощью питающего желоба с внутренней стороны тренажера придвигается вплотную к вращающимся дискам и, захваченный ими, протягивается и выбрасывается в плоскости толкателей в направлении метания. Максимально возможности данного технического решения реализуются в толкателе тренажера, известного из патента США WO/2004/011870 (PCT/US2002/024830), дополняя пару дисковых толкателей парой свободных дисковых направляющих, расположенных подобно толкателям в одной плоскости, угол которой составляет с плоскостью толкателей 90 градусов.
Недостатками подобных тренажеров является низкая (до 20 м/с) стартовая скорость мяча по причине его проскальзывания относительно толкателей, вызванная малым временем взаимодействия, а также ограниченные возможности подкрутки мяча.
Задачей изобретения является повышение качества подачи мяча спортивным тренажером до уровня, позволяющего реалистично воспроизводить большинство игровых ситуаций в спортивных играх с мячом, а также обеспечивающего возможность тренировки как полевых игроков, так и вратарей.
Поставленная задача решается тем, что метатель-тренажер, содержащий опорную раму, установленную на двух Катковых опорах, вращающихся вокруг вертикальных осей, с закрепленной на тыльном торце симметрично продольной оси рамы ручкой, с двумя электродвигателями, закрепленными в передней части опорной рамы симметрично ее продольной оси, при этом на валах электродвигателей закреплены контактирующие с мячом толкатели, выполненные в виде тел вращения и расположенные в плоскости, перпендикулярной оси вращения, с питателем, закрепленным в тыльной части рамы и выполненным в виде наклоненного в сторону толкателей складного желоба с фиксатором мячей в передней части и опорной стойкой в тыльной, а также электрическим пультом управления, закрепленным на боковой части опорной рамы, снабжена контактирующими с мячом толкателями, выполненными в виде 2-х пар бесконечных ремней с переменным профилем сечения обращенной к мячу стороны, расположенных симметрично относительно продольной оси метателя-тренажера и параллельно вектору броска мяча, установленных на соответствующих парах шкивов в канавках, разнесенных по высоте и выполненных поперечно осям вращения шкивов, при этом ведущая пара шкивов соединена соосно с соответствующими раздельно управляемыми электродвигателями, закрепленными на опорной раме, и расстояние между соответствующими плоскостями осей шкивов может изменяться в пределах от 40 до 700 мм поперек продольной оси метателя-тренажера и от 300 до 2500 мм вдоль продольной оси, опоры рамы в передней части выполнены с переменной длиной, изменяемой в пределах от 50 до 800 мм, в тыльной части опорной рамы расположена катковая опора, питатель, выполненный в виде раскладной трубчатой конструкции, образованной продольно закрепленными рейками подвижно закреплен в тыльной части опорной рамы, электрический пульт управления выполнен таким образом, чтобы обеспечивать раздельную регулировку частоты вращения электродвигателей. Кроме того, для лучшего сцепления толкателей с мячом и достижения большей вариативности для различных полевых игр шкивы толкателя могут обладать наборами канавок различного диаметра, а пара ведомых шкивов выполнена подпружиненными, для более плавной подачи мячей питатель закреплен подвижно, что позволяет менять угол его наклона, а функции электрического пульта управления метателем-тренажером дополнены возможностью дистанционного управления пуском и остановом электродвигателей, срабатыванием стопора мячей и регулировки частоты вращения электродвигателей, а также содержит генератор случайных чисел, обеспечивающий стохастическое задание параметров метания. Помимо этого опорная рама оснащена коробчатым корпусом, защищающим механизм метателя-тренажера от влаги и пыли в условиях открытых площадок. Для конструкции опоры предусмотрены варианты, позволяющие более надежно фиксировать метатель-тренажер при долговременной работе с одной точки в зависимости от характера игрового поля.
Сущность изобретения поясняется следующими чертежами. На фиг.1 приведен горизонтальный вид метателя-тренажера, на фиг.2 схематично изображен метатель-тренажер в разрезе, на фиг.3 схематично приведен профильный вид в выходной торец метателя, фиг.4 представляет кинематическую схему метателя-тренажера.
Метатель-тренажер для полевых игр с мячом включает опорную раму с коробчатым корпусом 4, установленную на двух передних 5 и одном заднем 6 Катковых опорах. Внутри короба корпуса установлены параллельно два ведущих 8 и два ведомых 9 шкива, на которые надеты разнесенные по высоте две пары эластичных ремней 10 с переменным профилем сечения обращенной к мячу стороны. Расстояние между плоскостями верхних и нижних ремней составляет 0,3-0,9 диаметра мяча.
Расстояние между плоскостями, задаваемыми осями ведущих и ведомых шкивов, а также осями обеих пар шкивов «ведущий-ведомый» регулируется, таким образом регулируя зазоры между рабочими спинками ремней и степень их натяжения. Ведомые шкивы для обеспечения оптимального натяжения ремней в рабочем режиме выполнены подпружиненными. По высоте ремни разнесены на расстояние, оптимальное для охвата мяча всеми четырьмя рабочими поверхностями ремней.
Над ведущими шкивами 8 установлены соединенные с ними посредством муфт 12 два приводных электродвигателя 3. К коробу 4 прикреплена П-образная рукоятка 1 и подвижно - питатель 2 мячами 11, выполненный в виде цилиндрического вертикального кожуха, в нижней части меняющего профиль сечения с круглого на прямоугольный, имеющего фиксатор 7 мячей. Питатель располагается под углом от 90 до 170 град по отношению к плоскости опорной рамы.
Между питателем 2 и ведущей парой шкивов толкателя 8 расположен подающий узел 13, обеспечивающий плавную дискретную подачу мячей из питателя в толкатель.
Метатель-тренажер работает следующим образом. Примеры использования даны применительно к использованию тренажера в футболе, как наиболее характерные.
Вариант 1.
Метатель устанавливают в требуемом месте футбольного поля в зависимости от того, какую игровую ситуацию предполагается имитировать с помощью этого устройства. В питатель 2 загружают до 5 мячей 11. Оператор включает приводы электродвигателей 3 и, руководствуясь методикой тренировки, задает частоту вращения приводных электродвигателей, таким образом, задавая начальную скорость мяча и степень его подкрутки. После того как массивные шкивы 8 и 9 наберут заданную частоту вращения, оператор нажимает на рукоятку 1 вниз, поворачивая шасси 4 относительно заднего колеса 6 в вертикальной плоскости на требуемый угол, затем поворачивает раму относительно колеса 6 в горизонтальной плоскости в необходимом направлении и освобождает фиксатор 7. За счет расположения питателя под углом по отношению к плоскости опорной рамы предпочтителен угол в диапазоне от 90 до 170 град, так как при угле наклона, большем 170 град, не обеспечивается захват движущегося мяча подающим узлом, нижний мяч 11 под действием силы тяжести продвигается из питателя в подающий узел, откуда его подхватывают ведущие шкивы 8. Мяч увлекается эластичными ремнями 10, имеющими переменный профиль сечения, обеспечивающий лучшее сцепление с мячом. За счет того, что расстояние между плоскостями верхних и нижних ремней меньше диаметра мяча и составляет, в зависимости от типа мяча и влажности его поверхности, величину в 0,3-0,9 диаметра мяча, упруго и неподвижно зафиксированный ремнями в 4-х точках мяч протаскивается ими вдоль короба 4 от ведущей пары шкивов до ведомой, приобретая в конце разгона скорость, незначительно отличающуюся от скорости движения ремней 10. Из-за разницы скоростей пар эластичных ремней 10, установленной заранее путем регулировки частоты вращения валов электродвигателей 3, мяч 11 закручивается и в полете вращается с определенной частотой и в заданном направлении. За счет того, что шкивы 8 и 9 выполнены массивными с повышенным моментом инерции, скорость их при протаскивании мяча падает незначительно. Точность попадания мяча в цель обеспечивается длиной пути разгона, подобного разгону снаряда в стволе. За счет увеличения продолжительности взаимодействия мяча с толкающими элементами уменьшаются его ускорение и величина проскальзывания, что повышает начальную скорость полета мяча.
Вариант 2.
Метатель устанавливают на одиннадцатиметровой отметке футбольного поля в направлении ворот. В питатель 2 загружают до 5 мячей 11. Оператор нажимает на рукоятку 1 вниз, поворачивая шасси 4 относительно заднего колеса 6 в вертикальной плоскости на требуемый угол, затем поворачивает раму относительно колеса 6 в горизонтальной плоскости, задавая направление удара в ту точку ворот, которая предусмотрена методикой тренировки, после чего подвижные опоры шасси фиксируются. Оператор включает приводы электродвигателей 3 и, руководствуясь методикой тренировки, задает частоту вращения приводных электродвигателей, таким образом задавая начальную скорость мяча. После того как массивные шкивы 8 и 9 наберут заданную частоту вращения, оператор освобождает фиксатор 7. За счет расположения питателя под углом по отношению к плоскости опорной рамы - предпочтителен угол в диапазоне от 90 до 170 град, так как при угле наклона, большем 170 град, не обеспечивается захват движущегося мяча подающим узлом, нижний мяч 11 под действием силы тяжести продвигается из питателя в подающий узел, откуда его подхватывают ведущие шкивы 8. Мяч увлекается эластичными ремнями 10, имеющими переменный профиль сечения, обеспечивающий лучшее сцепление с мячом. За счет того, что расстояние между плоскостями верхних и нижних ремней меньше диаметра мяча и составляет, в зависимости от типа мяча и влажности его поверхности, величину в 0,3-0,9 диаметра мяча, упруго и неподвижно зафиксированный ремнями в 4-х точках мяч протаскивается ими вдоль короба 4 от ведущей пары шкивов до ведомой, приобретая в конце разгона скорость, незначительно отличающуюся от скорости движения ремней 10. В зависимости от методики тренировок возможно сочетание использования по вариантам 1, 2: воспроизведение с помощью тренажера углового удара непосредственно в створ ворот для тренировки вратаря предполагает режим работы монотонный с фиксированной позиции, а при воспроизведении того же углового удара для тренировки полевых игроков параметры каждого броска уместны как фиксированные, так и стохастические.