Теннисная ракетка

Полезная модель относится к спортивному инвентарю, в частности к ракеткам для игры в теннис или бадминтон.
Известна ракетка для тенниса с регулируемым балансом (CN 202438085 [1]). Ракетка содержит рукоятку, соединенную вилкой с ободом, в которых выполнены резьбовые отверстия для вкручивания винтов. Вкручивая винты или выкручивая можно изменять балансировку ракетки под потребности игрока. Недостатком известной ракетки является невозможность изменения балансировки в процессе игры, например в момент нанесения удара по мячу.
Известна теннисная ракетка с изменяемым моментом инерции (CN 201244324 [2]). Ракетка содержит рукоятку, соединенную с ободом, в котором симметрично относительно продольной оси выполнены резьбовые отверстия для вкручивания винтов. Вкручивая винты или выкручивая можно изменять момент инерции ракетки. Недостатком известной ракетки является невозможность изменения балансировки в процессе игры, например в момент нанесения удара по мячу.
Известна теннисная ракетка с регулируемым в процессе игры центром тяжести (CN 105013155 [3]). Ракетка содержит рукоятку, соединенную с полым ободом, внутри которого может перемещаться ртуть, некоторое количество которой заливается в емкость в рукоятке, а емкость соединена с полым ободом. Недостатком известной ракетки является то, что в момент нанесения удара ртуть за счет сил инерции перемещается в головную часть ракетки, что существенно увеличивает момент ее инерции, что в свою очередь требует от игрока значительных усилий. Кроме того, применение ртути является весьма рискованным. В процессе игры часто игрок задевает в момент удара поверхность корта, что приводит к повреждению и даже разрушению ракетки и может привести к розливу ртути.
Известна ракетка, содержащая рукоятку, соединенную вилкой с ободом, и средство для изменения распределения весовых характеристик головной части ракетки (DE 10060457 [4]). Упомянутое средство представляет собой два симметрично размещенных в полом ободе грузика, присоединенных к зубчатым пластмассовым ремням, которые входят в зацепление с зубчатым колесом, закрепленным в нижней части обода. При вращении колеса грузики синхронно перемещаются внутри обода, изменяя распределение веса по ободу и тем самым балансировку. Недостатком известной ракетки является невозможность изменения балансировки в процессе игры или изменения момента инерции ракетки. Например в момент нанесения удара по мячу.
Известна теннисная ракетка с регулируемым центром тяжести (CN 104623875 [5]). Ракетка содержит рукоятку, соединенную с полым ободом, внутри которого может перемещаться намагниченный грузик. На ободе установлены электромагнитные катушки, соединенные через выключатели, установленные на рукоятке, с источником электроэнергии, размещенным внутри рукоятки. Подавая ток на ту или иную катушку можно обеспечить перемещение грузика внутри обода и фиксацию в выбранной катушке. Недостатком известной ракетки является невозможность изменения балансировки в процессе игры.
Наиболее близкой к заявляемой является теннисная ракетка известная из описания к FR 2856310 [6], которая позволяет мгновенно, в процессе игры, изменять балансировку ракетки. Ракетка содержит рукоятку и соединенный с ней полый обод с натянутыми струнами. Внутри полого обода с возможностью перемещения размещены симметрично относительно продольной оси два грузика и механизм их возврата в исходное состояние в виде соединенных с грузиками концов тяг, перекинутых через установленный между ободом и рукояткой двойной шкив, снабженный плоской спиральной пружиной. В момент нанесения удара ракеткой под воздействием сил инерции грузики смещаются к головной части обода ракетки, (возникает «баланс в голову»), что повышает мощность удара. После его завершения грузики под воздействием растянутой в о время удара пружины возвращаются в исходное положение. Недостатком известной ракетки то, что в процессе игры, в момент нанесения удара, у нее увеличивается момент инерции из-за смещения грузиков к голове ракетки и возвращаются грузики в исходное состояние только после завершения удара. Но в процессе игры часто возникает необходимость облегчить головную часть при нанесении удара, а известная ракетка этого не обеспечивает.
Заявляемая теннисная ракетка направлена на обеспечение регулируемого уменьшения момента инерции в момент совершения удара.
Указанный результат достигается тем, что теннисная ракетка содержит рукоятку и соединенный с ней с натянутыми струнами полый обод, внутри которого симметрично относительно продольной оси с возможностью перемещения размещены два грузика соединенные тягами со средством их смещения к рукоятке. При этом тяги снабжены спусковым механизмом, а грузики снабжены средством их перемещения к вершине обода.
Указанный результат достигается также тем, что средство смещения грузиков к рукоятке выполнено в виде соединенной с тягами спиральной пружины, размещенной в рукоятке.
Указанный результат достигается также тем, что спусковой механизм выполнен в виде рычага, высвобождающего растянутую в рукоятке спиральную пружину.
Указанный результат достигается также тем, что средство смещения грузиков к рукоятке выполнено в виде соединенного с тягами сердечника электромагнитного реле, размещенного вместе с источником тока в рукоятке.
Указанный результат достигается также тем, что спусковой механизм выполнен в виде выключателя, установленного между электромагнитным реле и источником тока в рукоятке.
Указанный результат достигается также тем, что средство перемещения грузиков к вершине обода выполнено в виде спиральных пружин.
Указанный результат достигается также тем, что средство перемещения грузиков к вершине обода выполнено в виде резиновых тяжей.Указанный результат достигается также тем, что средство перемещения грузиков к вершине обода выполнено в виде сердечников электромагнитных реле, соединенных проводниками с источником тока, размещенным с в рукоятке.
Отличительными признаками заявляемой теннисной ракетки являются:
- тяги, соединяющие грузики со средством их смещения к рукоятке снабжены спусковым механизмом;
- грузики снабжены средством их перемещения к вершине обода;
- средство смещения грузиков к рукоятке выполнено в виде соединенной с тягами спиральной пружины, размещенной в рукоятке;
- спусковой механизм выполнен в виде рычага, высвобождающего растянутую в рукоятке спиральную пружину;
- средство смещения грузиков к рукоятке выполнено в виде соединенного с тягами сердечника электромагнитного реле, размещенного вместе с источником тока в рукоятке;
- спусковой механизм выполнен в виде выключателя, установленного между электромагнитным реле и источником тока в рукоятке;
- средство перемещения грузиков к вершине обода выполнено в виде спиральных пружин;
- средство перемещения грузиков к вершине обода выполнено в виде резиновых тяжей;
- средство перемещения грузиков к вершине обода выполнено в виде сердечников электромагнитных реле, соединенных проводниками с источником тока, размещенным с в рукоятке.
Снабжение тяг, соединяющих грузики со средством их смещения к рукоятке спусковым механизмом, позволяет игроку в нужный момент обеспечить перемещение грузиков к рукоятке ракетки, что приведет к уменьшению момента инерции ракетки и тем самым к увеличению скорости головки ракетки. Это с очевидностью следует из закона изменения момента количества движения твердого тела (см. Л.Д. Ландау, Е.Е. Лившиц «Теоретическая механика»):
здесь  - момент силы, в нашем случае с которой теннисист действует на ракетку, Y - момент инерции ракетки,  - угловое ускорение ракетки. Для каждого конкретного теннисиста  таким образом уменьшая Y в процессе разгона ракетки можно увеличить  и соответственно, скорость ракетки. Перемещение грузиков к ручке ракетки во время разгона, как раз и приводит к уменьшению Y, т.к. Y~m R2, где m - масса ракетки, R - расстояние от центра масс до кончика ручки, которое уменьшается при движении грузиков к ручке. Снабжение грузиков средством перемещения грузиков к вершине обода позволяет вернуть грузики к голове ракетки после совершения удара или при необходимости утяжелить голову. Это позволяет менять баланс ракетки в статическом режиме.
Средство для смещения грузиков к рукоятке может быть выполнено в различных вариантах. Например в частных случаях может быть в виде соединенной с тягами спиральной пружины, размещенной в рукоятке или в виде соединенного с тягами сердечника электромагнитного реле, размещенного вместе с источником тока в рукоятке. Соответственно спусковой механизм, запускающий перемещение грузиков к рукоятке может быть выполнен в виде рычага, высвобождающего растянутую в рукоятке спиральную пружину или в виде выключателя, установленного между электромагнитным реле и источником тока в рукоятке. Так же и средство перемещения грузиков к вершине обода ракетки может быть выполнено в различных вариантах. Это могут быть спиральные пружины, резиновые тяжи, сердечники электромагнитных реле, соединенных проводниками с источником тока, размещенным с в рукоятке.
Сущность заявляемой теннисной ракетки поясняется примерами реализации и графическими изображениями. На фиг. 1 представлен схематично общий вид ракетки с механическими средствами перемещения грузиков. На фиг. 2 представлен схематично общий вид ракетки с электромеханическими средствами перемещения грузиков.
Пример 1.
Теннисная ракетка содержит рукоятку 1 и соединенный с ней с натянутыми струнами 2 полый обод 3, внутри которого симметрично относительно продольной оси с возможностью перемещения размещены два грузика 4 соединенные тягами 5 со средством их смещения к рукоятке, которое выполнено в виде спиральной пружины 6, снабженной спусковым механизмом в виде рычага 7. Грузики снабжены средством 8 для их перемещения к вершине обода, которое может быть выполнено в виде спиральных пружин или резиновых тяжей, одни концы которых соединены с грузиками, а вторые закреплены фиксатором 9 в голове ракетки.
Ракетка используется следующим образом.
В первоначальном положении пружина 6 (фиг. 1) находится в растянутом виде и зафиксирована с помощью рычага 7. После замаха ракетки, в процессе ее разгона теннисист нажимает на рычаг 7, пружина 6 сжимается, грузики 4 с помощью тяг 5 перемещаются к ручке ракетки, момент инерции ракетки уменьшается, а скорость увеличивается, таким образом энергия пружины переходит в кинетическую энергию ракетки. После удара пружина опять растягивается игроком с помощью рычага 7 и фиксируется, грузики 4 тяжами (или пружинами) 8 возвращаются в первоначальное положение и ракетка готова к следующему удару.
Пример 2.
Теннисная ракетка содержит рукоятку 1 и соединенный с ней с натянутыми струнами 2 полый обод 3, внутри которого симметрично относительно продольной оси с возможностью перемещения размещены два грузика 4 соединенные тягами 5 со средством их смещения к рукоятке, которое выполнено в виде соединенного с тягами сердечника 10 электромагнитного реле 11, размещенного вместе с источником тока 12 в рукоятке. Ракетка снабжена спусковым механизмом выполненным в виде кнопки 13, установленной в рукоятке. Грузики снабжены средством для их перемещения к вершине обода, которое может быть выполнено в виде сердечников 14 электромагнитных реле 15, жестко закрепленных внутри обода и соединенных проводниками (на чертеже не показаны) с источником тока, размещенным с в рукоятке. Грузики соединены с сердечниками 14 тягами 16.
Ракетка используется следующим образом.
После замаха, в процессе разгона теннисист нажимает кнопку (выключатель) 13, напряжение подается от источника тока 12 на электромагнитное реле 11, сердечный которого втягивается по направлению к концу ракетки, грузики 4 с помощью тяг 5 смещаются к рукоятке, что приводит к уменьшению момента инерции ракетки и соответственно к увеличению ее скорости, т.е. электрическая энергия батарейки переходит в кинетическую энергию ракетки. После удара теннисист перестает нажимать на выключатель 13, реле 11 обесточивается, сердечник с помощью содержащейся в нем пружины возвращаются в первоначальное положение, а грузики 4 возвращаются в первоначальное положение с помощью тяг 16 и электромагнитных реле 15.
Стоит заметить, что управление ракеткой может осуществляться и дистанционно с помощью вмонтированного в рукоятку процессора, который будет отслеживать начало разгона ракетки. Как только ракетка наберет заданную пороговую скорость, компьютер подает команду на реле и все далее, как описано выше.