可伸縮變形球門

文 北京市第三十五中學(xué)高二（8）班 沈涵

足球運(yùn)動(dòng)參與人數(shù)多，對(duì)場(chǎng)地的要求較高。目前大多數(shù)中小學(xué)校開展足球運(yùn)動(dòng)時(shí)都缺乏場(chǎng)地。大部分中小學(xué)校不僅操場(chǎng)面積有限，通常還要兼具其他用途。

球門是足球教學(xué)和訓(xùn)練中必不可少的硬件設(shè)施，中小學(xué)校多使用五人制或七人制球門，球門通過鐵管焊接而成，組裝后體積較大。當(dāng)操場(chǎng)用于其他用途時(shí)，需將球門移走，現(xiàn)有球門既不方便搬運(yùn)又不便于存放。在專業(yè)的足球訓(xùn)練營(yíng)地，分組訓(xùn)練時(shí)除了需將球門搬至指定地點(diǎn)外，還要搬運(yùn)大量的訓(xùn)練用球，費(fèi)時(shí)又費(fèi)力。

針對(duì)現(xiàn)有球門在應(yīng)用中的不足，我對(duì)其進(jìn)行了改進(jìn)，通過收縮、變形可將球門模式變?yōu)槿庵蚣芤苿?dòng)模式、折合存放模式，三種模式可靈活轉(zhuǎn)換。

一、基本構(gòu)思

1.球門模式

球門包括后框架、左框架、右框架、前桿和支撐桿，如圖1所示。后框架、左框架和右框架均為剛性框架，框架各上桿之間連接有斜撐桿，斜撐桿不僅限制了左、右框架相對(duì)于后框架的轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)也對(duì)前桿起到支撐作用，確保球門的穩(wěn)定性。

圖1 球門模式

2.三棱柱框架移動(dòng)模式

需要移動(dòng)球門時(shí)，將腳輪旋轉(zhuǎn)至落地，將固定在后上桿的斜撐桿的一端移動(dòng)至左后桿和右后桿上，并調(diào)整支撐位置。將前桿中間的套管向右邊或左邊移動(dòng)并固定，使前左桿和前右桿分離，并分別向下折疊。

推動(dòng)后上桿和后下桿使其收縮，同時(shí)將左框架和右框架相向轉(zhuǎn)動(dòng)，使左前桿和右前桿并攏，用臨時(shí)固定件固定，即變成三棱柱框架，如圖2。

如果同時(shí)需要運(yùn)送足球，將足球放在特定尺寸的球袋中，通過掛鉤將球袋掛在三棱柱框架內(nèi)即可，也可將其推至器材室作為儲(chǔ)物框架使用。需要再次轉(zhuǎn)換為球門時(shí)，將后框架伸展，打開左、右框架，使斜撐桿位于左、右后桿上的一端并將其移動(dòng)至后上桿，調(diào)整支撐位置并固定，框架整體被撐開，將前左、右桿抬起，套管移動(dòng)至中間并固定，將腳輪旋轉(zhuǎn)至朝上，即還原為球門。

變形操作簡(jiǎn)單，變形后的框架橫截面近似等邊三角形，結(jié)構(gòu)尺寸合理，且穩(wěn)定性強(qiáng)?？赊D(zhuǎn)動(dòng)腳輪的設(shè)置使球門移動(dòng)省時(shí)省力，一人即可將變形后的框架拖至指定位置。

圖2 三棱柱框架移動(dòng)模式

3.折合存放模式

存放球門時(shí)，在三棱柱框架移動(dòng)模式的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步將左、右框架交錯(cuò)疊放至與后框架平行，形成折合存放模式，如圖3。

變形操作簡(jiǎn)單，后框架與左、右框架之間具有長(zhǎng)度不同的連接段，形成折合空間，結(jié)合框架尺寸，通過計(jì)算確定框架間的連接段尺寸，以確保該空間內(nèi)可容納折疊后的框架。折合后的結(jié)構(gòu)尺寸更小，方便在器材室內(nèi)存放。

圖3 折合存放模式

二、制作模型

1.第一代產(chǎn)品模型

2018年7月，我在學(xué)校實(shí)驗(yàn)室采用PVC管、PVC管連接件、PVC管夾、線棒連接件、萬向節(jié)、萬向輪制作了第一代產(chǎn)品，如圖4。

圖4

2.第二代產(chǎn)品模型

2018年10月，我在加工廠完成第二代產(chǎn)品，如圖5。（指導(dǎo)老師：王 霞）