本發(fā)明屬于體育器材
技術領域：
，具體涉及一種拳掌擊打計力裝置。
背景技術：
：當前市場上的計力器主要有兩類，一類是電子計力器，一類是機械計力器。電子計力器的原理主要是通過滑動變阻器來影響電流大小，并以此為基礎在計力器內部進行一系列換算，最終計算出力的大??；此類產品如可顯示電子計力器、電子握力器等。機械計力器主要是通過受力器械的形變程度或通過受力器械形變程度的換算來體現力的大?。淮祟惍a品如拳擊沙袋、臂力器、拉力器或彈簧測力器。電子計力器的優(yōu)點是更直觀的顯示出了力的大小，操作簡便；缺點是由于結構較為精細，導致損壞不易維修，成本也較高，并且缺乏對抗性、趣味性，無法達到健身的目的。而機械計力器中專業(yè)運動器材更強調健身的功能，無法直觀顯示力的大??；而物理學上的一些簡便測力計則只能簡單測出力的大小，又無法達到鍛煉身體的目的，同樣缺乏趣味性、對抗性。綜上，現有技術中還沒有出現兼具趣味性、對抗性、低成本，在健身的同時又可以直觀得到力的大小，且可以在室外供多人參與比賽競技的體育器械。技術實現要素：本發(fā)明的目的是提供一種兼具趣味性、對抗性、低成本，在健身的同時又可以直觀得到力的大小，且可以在室外供多人參與比賽競技的拳掌擊打計力裝置。一種拳掌擊打計力裝置，包括豎直方向固定的支架以及水平方向固定在支架上的滑筒，所述滑筒的一端設有可伸進滑筒的推桿；推桿上套繞有彈簧，所述彈簧的外徑和滑筒的外徑相等；所述推桿在滑筒外的一端固定有擊打板；所述滑筒的另一端放置有小球，小球的球心、擊打板的中心位于推桿的軸心線上；所述小球上固定有彩帶；以擊打板的方向為后，在滑筒前端側壁有一小孔，所述彩帶通過小孔纏繞在固定于滑筒外的繞線盤上；所述彩帶從小球固定端至繞線盤固定端劃分為各個長度，且各個長度涂有不同顏色。進一步地，所述繞線盤包括內軸和其外部的外軸，內軸固定在滑筒壁上，外軸可繞內軸旋轉；所述外軸上可拆卸連接有把手。進一步地，所述外軸的表面有螺旋狀的凹槽，所述彩帶纏繞在凹槽內。進一步地，所述把手的表面沿外軸軸心線方向均勻設有多個條狀凸起，所述外軸和把手接觸面上設有與條狀凸起對應的多個條狀凹槽。進一步地，所述小孔的直徑由滑筒外壁向內壁逐漸變小，在滑筒外壁上小孔的兩側設有相互平行的滑槽，滑槽上垂直設置有推板，推板上設有兩個和滑槽相互嵌合的滑塊，推板通過滑塊在滑槽內滑動。進一步地，所述小孔和繞線盤與滑筒的固定處位于同一水平線上，且小孔位于繞線盤與滑筒的固定處的前端；所述滑槽在小孔上下兩側，方向與滑筒軸心線方向一致。進一步地，所述擊打板為圓形，擊打板的板面上固定有毛墊子，并在圓心處設置有醒目顏色。進一步地，所述滑筒位于擊打板一側的端口對稱固定有兩個卡位裝置，所述卡位裝置一端固定在所述端口上，另一端的端面固定有橡膠墊；所述兩個卡位裝置之間的距離小于擊打板的直徑。進一步地，還包括一個限位裝置，所述限位裝置為桶狀結構，一端固定在滑筒上，另一端向擊打板的方向延伸至擊打板外，所述另一端的端面上開有限位孔，所述限位孔的直徑比擊打板的直徑小0.2～0.5cm。進一步地，所述滑筒的材質為無縫鋼管；所述彩帶的材質為尼龍；所述繞線盤的材質為塑料；所述擊打板、推桿和小球的材質為密度為1.2g/cm3的鐵木。與現有技術相比，本發(fā)明的有益效果：1.本發(fā)明的裝置運用能量守恒原理，將抽象的力轉化為可視化的距離和彩帶顏色，可視性強，能滿足娛樂性比賽和日常趣味性活動的要求。在擊打小球后，小球由于彈力會帶動彩帶飛出并落地，可由此看到所打出的距離和色彩，根據提供的檢力薄，找出對應打出力的大小范圍，使自己打出的力變的可視可感并可以據此進行調整動作；可以應用于日常健身鍛煉中或體育教學、競技比賽中；2.本發(fā)明的裝置結構簡單、成本較低、實用性很高。根據的是簡單的物理機械原理，使用的是市面上常見的材料，無論是生產成本或者安裝維修成本都非常低廉，并且可重復多次使用，具有較高的性價比；3.本發(fā)明的裝置具有較高的趣味性、觀賞性和對抗性。小球在飛出時帶動彩帶，猶如一條彩虹落地，具有極高的觀賞性；同時也能提高使用者參與的樂趣；另外，也可以多人進行競賽；4.本發(fā)明的裝置適用性強。從使用場地來看，本款產品和其他群眾性娛樂健身器材一樣可安放于一般的室外空地；從使用人群來看，本產品滿足不同年齡層次、不同性別人群的需求。附圖說明圖1是本發(fā)明裝置的結構示意圖。圖2是本發(fā)明裝置的滑筒內部結構示意圖。圖3是本發(fā)明裝置繞線盤的結構示意圖。圖4是本發(fā)明裝置限位裝置限位孔端面結構示意圖。圖中：1、支架；2、滑筒；3、推桿；4、彈簧；5、擊打板；6、小球；7、小孔；8、繞線盤；81、內軸；82、外軸；83、把手；84、凹槽；9、滑槽；10、推板；11、卡位裝置；12、限位裝置；13、限位孔。具體實施方式下面結合具體實施例對本發(fā)明做進一步詳細的描述，但本發(fā)明的實施方式不限于此。實施例1：如圖1、圖2所示的拳掌擊打計力裝置，包括豎直方向固定的支架1以及水平方向固定在支架1上的滑筒2，滑筒2的一端設有可伸進滑筒2的推桿3；推桿3上套繞有彈簧4，彈簧4的外徑和滑筒2的外徑相等，本發(fā)明的彈簧選用壓縮彈簧；推桿3在滑筒2外的一端固定有擊打板5；擊打板5為圓形，擊打板5的板面上固定有毛墊子，并在圓心處設置有醒目標志；以此墊為擊打的中心進行出拳和出掌時，有助于準確擊打擊打板5的有效部位，保證力的線性傳遞，減緩擊打板5對于手的不良刺激?；?的另一端放置有小球6，小球6的球心、擊打板5的中心位于推桿3的軸心線上；目的是保證擊打時力的傳遞在一條直線上，減少傳遞過程中能量的損失。小球6上固定有彩帶；以擊打板5的方向為后，在滑筒2前端側壁有一小孔7，彩帶通過小孔7纏繞在固定于滑筒2外的繞線盤8上；如圖3所示，繞線盤8包括內軸81和其外部的外軸82，內軸81固定在滑筒2壁上，外軸82可繞內軸81旋轉；外軸和內軸具體連接的方式為，外軸兩端扣在內軸的兩端的凹槽里轉動。外軸82上可拆卸連接有把手83?？刹鹦哆B接的具體方式為，把手83的表面沿外軸82軸心線方向均勻設有多個條狀凸起，外軸82和把手83接觸面上設有與條狀凸起對應的多個條狀凹槽84。在擊打時，可先將把手83卸掉，減輕小球6帶動彩帶飛出去時的阻力。外軸82的表面有螺旋狀的凹槽84，所述彩帶纏繞在凹槽84內。小球6在帶動彩帶飛出時能保證彩帶有序進入小孔7，并不會造成小孔7堵塞。把手83端上固定有套筒，把手83端的表面沿外軸82軸心線方向均勻設有多個條狀凸起，套筒的內表面設有與之對應的多個條狀凹槽84；套筒上設有轉動外軸82的把手83；小球6收到擊打碰撞帶動彩帶飛出時，會帶動繞線軸旋轉，當小球6落地后需要收回時，可以搖動把手83通過收回彩帶將小球6拉回，避免了每次擊打后需要撿球的麻煩。小孔7的直徑由滑筒2外壁向內壁逐漸變小，目的是限制小球6在帶動彩帶飛出時把整團彩帶帶出。在滑筒2外壁上小孔7的兩側設有相互平行的滑槽9，滑槽9上垂直設置有推板10，推板10上設有兩個和滑槽9相互嵌合的滑塊，推板10通過滑塊在滑槽內滑動，在老師或裁判看到小球時，通過迅速推動推板卡住彩帶使彩帶固定住，方便準確判斷滑筒出口端彩帶的顏色，進一步判斷擊打力的大小。為了更方便地實施，將小孔7和繞線盤8與滑筒2的固定處位于同一水平線上，且小孔7位于線盤與滑筒2的固定處的前端；滑槽9在小孔7上下兩側，方向與滑筒2軸心線方向一致。彩帶從小球6固定端至繞線盤8固定端劃分為各個長度，且各個長度涂有不同顏色。具體為，將彩帶從小球6固定端至繞線盤8固定端劃分為各個長度，且各個長度涂有不同顏色。根據機械守恒和平拋運動規(guī)律，忽略摩擦力，可以建立一個小球6落地時彩帶在滑筒2前端口處的顏色與擊打力大小的一個對照關系表。當小球6帶動彩帶落地的瞬間，通過人工控制滑槽9內的推板10將卡住彩帶，記錄小球6落地時滑筒2前端口處彩帶的顏色，進而根據對照關系表及彩帶在滑筒2前端口處的顏色來確定擊打力的大小。根據實際需要，本發(fā)明的裝置可埋置于地面或者固定在支座上。支架1可設定高度為1.5～1.7m，滿足正常身高人群的使用。實施例2：在實施例1的基礎上，本發(fā)明的裝置在滑筒2位于擊打板5一側的端口以滑筒端面對稱固定有兩個卡位裝置11，卡位裝置11一端固定在所述端口上，另一端向擊打板的方向延伸，且另一端的端面固定有橡膠墊；兩個卡位裝置11之間的距離小于擊打板5的直徑?？ㄎ谎b置11的設定可以使彈簧4在擊打力下的壓縮量小于其最大壓縮量，對彈簧4是一種保護裝置，同時也避免擊打力過大，使彈簧4壓縮過度，致使能量轉換損失。另外，為了防止擊打板5和推桿3在受到擊打后彈回時對擊打者造成傷害，本發(fā)明的裝置還包括一個限位裝置12，限位裝置12為桶狀結構，一端固定在滑筒2上，另一端向擊打板5的方向延伸至擊打板5外，另一端的端面上開有限位孔13，限位孔13的直徑比擊打板5的直徑小0.2～0.5cm。如圖4所示。當擊打板5和推桿3在受到擊打后彈回時，擊打板5會被限位裝置12的外端面的限位孔13卡住。實施例3：本實施例中將對本發(fā)明裝置的原理及具體實施情況進行詳細地描述。本發(fā)明的拳掌擊打計力裝置的原理是運用能量守恒定律，并結合平拋運動的規(guī)律。如實施例1的裝置，當人的手掌或拳的力量作用于和擊打板5固定連接的彈簧4和推桿3時，一部分轉化為彈簧4的壓縮的彈性勢能，一部分轉化為小球6的動能，小球6具有動能后飛出滑筒2做平拋運動。結合平拋運動規(guī)律:在水平方向上，近似地做勻速運動，豎直方向上做自由落體運動。當小球6落地后，彩帶被小推板10壓住，停止拉出，所以每個擊打力f有唯一確定的拋出彩帶長度s與之對應，所以可以構建一個拋出彩帶長度s與擊打力f的函數關系：f＝f(s)，可以以拋出彩帶長度來比較擊打力量的大小，從而得出比賽成績。其對應方程為:水平方向x＝vt，豎直方向上y＝1/2gt2，由于高度y為定值，所以對應的落地時間為定值。所以水平方向上拋出的線長也為定值。設定小球6的質量為m，彈簧4的自然長度為l，壓縮的長度為l，勁度系數為k，滑筒2距地面的高度為y，小球6的水平拋出距離為x，拋物線的弦長為z。根據公式：隨著線長s被拉出，可將彩帶的長度s近似等于弦長z，即s＝z③由①②③可得：f＝mgs2/(4yl)+1/2kl-mgy/(4l)④在公式④中，m、g、k、y均為定值，因此可以判斷，擊打力f與彩帶拋出的長度s及彈簧4壓縮的長度l有關。在該裝置的前期測試過程中，事先將彩帶按長度s1、s2、s3……sn對應涂有色1、色2、色3……色n；考慮到小球6在受到一個臨界力剛好滑出滑筒2時，小球6落地也帶出一定長度的彩帶，因此，將s1設定為大于等于小球6距離地面的高度y。如果s1＝y(tǒng)，此時根據公式④可以得到一個最小的擊打力fmin，所以，使用本發(fā)明的裝置的擊打力f必須大于其最小擊打力fmin。在測試過程中，選取不同的人用不同的擊打力擊打該裝置，測量小球6落地時彩帶拋出的長度s的長度，并用激光測距儀測量對應的彈簧4壓縮的長度l；記錄s、l和小球6落地時滑筒2出口處彩帶的顏色，并將s、l代入公式④，得到對應的擊打力f；反復記錄若干組數據，建立一個小球6落地時滑筒2出口處彩帶的顏色和f的直接對應關系表(可以命名為色彩檢力簿)，在該裝置實際使用過程中，可以直接根據色彩檢力簿直觀讀取擊打力的大小。實施例4：在實施例1、2和3的基礎上，本實施例根據實際使用的需要，選取最佳的實施條件。擊打板5和推桿3的材料與小球6一樣，都為密度為1.2g/cm3的鐵木；擊打板5厚度設為0.2cm，擊打面直徑10cm，毛墊子的直徑為7cm；考慮到實際使用過程中推桿3彈回后可能不一定與滑筒2的軸心線保持水平，推桿3的自由端會略向上仰，為了保持擊打力的有效傳遞，可以將毛墊子的中心沿推桿3縱軸上移0.1～0.2cm，并在毛墊子的重點標識醒目的顏色，方便精確擊打，準確確定擊打力的大小。為了保持平衡，擊打板5的重量要遠小于推桿3的重量。需要說明的是，在實際應用中，本發(fā)明的裝置可以按照支架1高低不同、彈簧4勁度系數不同等設計為不同的型號，以滿足不同身高、不同力量大小范圍的人群打擊需要。下面具體舉例說明：設定：小鐵木球m＝250g，直徑r＝7cm；彈簧4長度l＝12cm，勁度系數k＝300n/m；小球6距地高度y＝1.6m；彩帶拋出的長度為s；彈簧4壓縮的長度為l，根據實施例2中的公式④,f＝mgs2/(4yl)+1/2kl-mgy/(4l)可以得到，f＝(0.38s2-0.98+150l2)/l⑤根據公式⑤，像實施例3中所述的該裝置前期測試過程中選取不同的人用不同的擊打力擊打該裝置，但擊打力要大于fmin,測量小球6落地時彩帶拋出的長度s的長度，并用激光測距儀測量對應的彈簧4壓縮的長度l；建立一個小球6落地時滑筒2出口處彩帶的顏色和f的直接對應關系表。比如，彩帶長度s1為紅色，s2為黃色，s3為藍色……sn為綠色，當只有紅色出現在滑筒2端口時，對應的擊打力為f1，當黃色出現在滑筒2端口時，對應的擊打力為f2，當藍色出現在滑筒2端口時，對應的擊打力為f3，以此類推，當綠色出現在滑筒2端口時，對應的擊打力為fn。色彩檢力簿如表1所示：表1小球落地時滑筒出口處彩帶的顏色色1色2色3色4色5色…色n擊打力f1f2f3f4f5f…fn在該裝置實際使用過程中，可以根據滑筒2端口處彩帶的顏色直觀讀出擊打力的一個大小。需要說明的是，每段彩帶的顏色對應的擊打力是一個范圍，范圍的大小可以根據彩帶的色彩距離來具體調節(jié)。本發(fā)明的裝置在安裝時的需求：假設滑筒軸心線距離地面1.7m，擊打者體重為90kg，根據一個人的擊打力大約為其體重的三分之二經驗值來計算，其擊打力＝90×2/3＝60kg，那么其打出的拳力就大概在60kg左右。由：動力×動力臂＝預設阻力×阻力臂得：60×1.7＝預設阻力×0.6預設阻力＝170kg，由:p＝p＝ρgh水泥沙石的密度＝1350kg/m3p＝1350×10×0.6＝8100n/m2實際阻力＝p*s＝8100×0.6×0.6＝2916n≈292kg由于此時實際阻力大于預設阻力，所以，埋置于地下60cm于60×60×60見方的水泥沙石筑底內，就可以滿足90kg左右重的人的練習需求。本發(fā)明的裝置可用于體育教學、比賽或是興趣練習。比如在體育教學使用時，當學生用拳或掌擊打打擊板之后，擊打板5帶動推桿3和彈簧4向滑筒2內運動，彈簧4被擋在滑筒外，推桿3在力的作用下繼續(xù)向滑筒2的前端運動，進而碰觸小球6，小球6隨之帶著彩帶飛出滑筒2，會看到彩帶如同一道彩虹，越來越長，然后落入地面；此時，老師在看到小球6落地的同時，迅速推動滑槽9內的推板10，卡住彩帶；然后查看滑筒2端口出的彩帶顏色，根據事先準備的色彩檢力薄，依據滑筒2端口的顏色，就會在最短的時間里知道學生對應的拳(掌)力的大小范圍。本發(fā)明的裝置運用能量守恒原理，將抽象的力轉化為可視化的距離和彩帶顏色，可視性強，能滿足娛樂性比賽和日常趣味性活動的要求。在擊打小球后，小球由于彈力會帶動彩帶飛出并落地，可由此看到所打出的距離和色彩，根據提供的檢力薄，找出對應打出力的大小范圍。使自己打出的力變的可視可感并可以據此進行調整動作；可以應用于日常健身鍛煉中或體育教學、競技比賽中。本發(fā)明的裝置結構簡單、成本較低、實用性很高。根據的是簡單的物理機械原理，使用的是市面上常見的材料，無論是生產成本或者安裝維修成本都非常低廉，并且可重復多次使用，具有較高的性價比。本發(fā)明的裝置具有較高的趣味性、觀賞性和對抗性。小球在飛出時帶動彩帶，猶如一條彩虹落地，具有極高的觀賞性；同時也能提高使用者參與的樂趣；另外，也可以多人進行競賽。本發(fā)明的裝置適用性強。從使用場地來看，本款產品和其他群眾性娛樂健身器材一樣可安放于一般的室外空地；從使用人群來看，本產品滿足不同年齡層次、不同性別人群的需求。以上內容是結合具體的優(yōu)選實施方式對本發(fā)明所作的進一步詳細說明，不能認定本發(fā)明的具體實施只局限于這些說明。對于本發(fā)明所屬
技術領域：
的普通技術人員來說，在不脫離本發(fā)明構思的前提下，還可以做出若干簡單推演或替換，都應當視為屬于本發(fā)明的保護范圍。當前第1頁12