一种多功能网球捡球车的创新设计
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作者:杨壮壮 张金垒 林万雷
摘 要：当前全民健身已经上升为国家战略，随着《“健康中国2030”规划纲要》的实施，网球运动越来越受到人们的追捧，普及率逐年增高。然而网球运动中捡球和球场积水两大问题一直饱受诟病，严重影响了网球爱好者的运动体验。在此背景下，笔者设计出“一种多功能网球捡球车”，该捡球车结构紧凑、转向灵活、柔性可调、捡球效率高、除水效果好，有广阔的应用前景。
关键词：多功能 网球捡球车 球场推水器 创新
网球这项“绅士”运动技巧性强、击球方法不易掌握，对于想要入门的初学者来说，多球练习是打好网球的基础。然而多球练习带来的捡球问题，一直是困扰着网球初学者和广大网球爱好者的一大“痛点”。其频繁的屈膝、弯腰、半蹲式捡网球的动作，不仅耗费大量时间、体力，也有引发腰肌劳损、膝关节损伤等伤病的几率。同时，由于室外网球场视野开阔、通风良好、采光舒适，有相当一部分网球爱好者喜欢在室外网球场上进行运动，但室外网球场存在一大“硬伤”，即雷雨天气过后，户外场地上大面积积水，造成网球运动无法进行。针对上述的“痛点”“硬伤”，笔者设计出“一种多功能网球捡球车”（以下简称“捡球车”），以期使广大网球爱好者能够更纯粹地享受网球运动所带来的乐趣。
1 总体设计方案
“捡球车”设计的关键是实用性和可靠性，因而结构稳定、操作简单、适应性强、维修方便是主要的设计目标。总体由以下5个部分组成：捡球部分、储球部分、推水部分、连接部分、移动固定部分，具体如图1所示。
1.1 捡球部分
捡球部分由图1中7-捡球器、11-弹力绳构成。主要功能为捡拾散落在网球场各处的网球，捡球器为可拆卸结构，四周为实体，下部由弹力绳连结，弹力绳表面为光滑材质，以减小拾球时的阻力。各条弹力绳之间的间距为4.5cm，约为网球直径（标准网球直径6.541～6.858cm）的2/3，间距过宽会造成网球被拾进捡球器后在重力作用下滑出，过窄则不易捡球。弹力绳距离地面为2cm，距离过低会造成网球触地，“捡球车”推动过程中磨损网球与弹力绳，过高网球则不易被拾进捡球器。
1.2 储球部分
储球部分由图1中2-储球盒、4-储球桶构成。主要功能为储存网球，储球盒是“捡球车”主要储球部位，当捡球器中的球捡满后，即可拆下将球倒入储球盒。也可将捡球器置于储球盒正上方，一手持捡球器，另一手拉扯弹力绳，使网球从弹力绳增大的间隙中自然落下，过程中应注意捡球器不可拿得过高，以免网球弹出储球器。储球桶为备用储球部位，分为左右两部分储球空间，主要用于储存新球、比赛用球以及废弃网球。
1.3 推水部分
推水部分由图1中8-推水器、11-推水挡板构成。主要功能为推扫室外网球场上雨后的积水，环抱式设计能够更加有效地汇聚积水，防止积水外流，同时能使推水的面积最大化。另一个功能为聚集散落在球场各处的网球，利用推水器将网球推至一处，以便于捡球器拾球，有利于节省捡球时间。推水挡板为EVA塑料泡沫材质，具有质量轻、弹性好、抗老化、难燃烧、吸水率低等特點，是推水器的主要部分。推水挡板可拆卸，在网球场积水推除后，可换上吸水拖布，将球场上残留的水渍进一步吸干，真正做到球场“无水化”，为运动者创设良好的运动环境。
1.4 连接部分
连接部分由图1中1-推杆、3-连接杆、12-拆卸螺丝构成。主要功能为连接储球器、捡球器以及推水器，使“捡球车”构成一个稳固的整体，推杆为“捡球车”的操纵部位，用于控制“捡球车”在不同方向上的运动。
1.5 移动固定部分
移动部分由图1中5-车轮、6-支脚、9-万向轮构成。主要功能为实现“捡球车”在球场上的移动与固定，车轮为车体主要承重部位，万向轮用以调控方向，支脚可以上下活动，在捡球时向上扳起，不影响捡球器工作，捡球后则放下起固定“捡球车”的作用。
2 具体操作方法
该文提出的“捡球车”通过上述设计，可实现的功能及具体操作方法如下：当网球场上散落的网球数量较少时，可直接推动“捡球车”逐个捡球。将“捡球车”推至网球前，扳起支脚，下压推杆，前推车体，将捡球器推至网球正上方，放下推杆，依靠车体自重，使车体自然下落，弹力绳被网球挤压拉长，网球从弹力绳扩大的间隙处进入捡球器，弹力绳回缩，完成捡球过程;当网球场上散落的网球数量多、分布零散时，可先利用推水器将网球聚集至一处，再重复上述捡球过程，当捡球车中捡拾的网球数量过多或达到承载上限时，可将捡球器拆下，把球放入储球盒后，再继续捡球;如遇室外网球场积水，可根据网球场排水口位置，按照东西或南北走向推动“捡球车”，利用推水器实现推除积水功能，需要注意的是，推水的路径之间应为平行关系，且两次推水之间需重叠3～5cm，以保证最佳的推水效果。
3 结语
我国有着基数巨大的网球爱好者，高效连贯的训练是每个爱好者都极力追求的，而散落满场的网球与网球场上的积水成为了训练最大的障碍。“捡球车”的出现，则能够有效帮助运动者们捡取网球，以提高人们的训练质量，能够有效地处理网球运动中的捡球问题与室外网球场积水问题，减少了捡球者的工作量，让网球爱好者更好地享受网球运动带来的快乐，不必为捡球和积水而烦恼，同时也避免了人力和时间的浪费。
总而言之，该“捡球车”机械结构巧妙，性能稳定，制作成本低，适用于国内大部分网球场地，对同类产品有一定的借鉴意义，具有较好的实用价值和应用前景。
参考文献
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[2] 翟伟东.乒乓球智能捡取机器设计构想[J].科技经济市场，2019（5）：3-4.
[3] 席泽生.网球场捡球机器人系统设计[J].机械制造与自动化，2012（2）：140-141.
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