可伸缩变形球门

文 北京市第三十五中学高二（8）班 沈涵

足球运动参与人数多，对场地的要求较高。目前大多数中小学校开展足球运动时都缺乏场地。大部分中小学校不仅操场面积有限，通常还要兼具其他用途。

球门是足球教学和训练中必不可少的硬件设施，中小学校多使用五人制或七人制球门，球门通过铁管焊接而成，组装后体积较大。当操场用于其他用途时，需将球门移走，现有球门既不方便搬运又不便于存放。在专业的足球训练营地，分组训练时除了需将球门搬至指定地点外，还要搬运大量的训练用球，费时又费力。

针对现有球门在应用中的不足，我对其进行了改进，通过收缩、变形可将球门模式变为三棱柱框架移动模式、折合存放模式，三种模式可灵活转换。

一、基本构思

1.球门模式

球门包括后框架、左框架、右框架、前杆和支撑杆，如图1所示。后框架、左框架和右框架均为刚性框架，框架各上杆之间连接有斜撑杆，斜撑杆不仅限制了左、右框架相对于后框架的转动，同时也对前杆起到支撑作用，确保球门的稳定性。

图1 球门模式

2.三棱柱框架移动模式

需要移动球门时，将脚轮旋转至落地，将固定在后上杆的斜撑杆的一端移动至左后杆和右后杆上，并调整支撑位置。将前杆中间的套管向右边或左边移动并固定，使前左杆和前右杆分离，并分别向下折叠。

推动后上杆和后下杆使其收缩，同时将左框架和右框架相向转动，使左前杆和右前杆并拢，用临时固定件固定，即变成三棱柱框架，如图2。

如果同时需要运送足球，将足球放在特定尺寸的球袋中，通过挂钩将球袋挂在三棱柱框架内即可，也可将其推至器材室作为储物框架使用。需要再次转换为球门时，将后框架伸展，打开左、右框架，使斜撑杆位于左、右后杆上的一端并将其移动至后上杆，调整支撑位置并固定，框架整体被撑开，将前左、右杆抬起，套管移动至中间并固定，将脚轮旋转至朝上，即还原为球门。

变形操作简单，变形后的框架横截面近似等边三角形，结构尺寸合理，且稳定性强。可转动脚轮的设置使球门移动省时省力，一人即可将变形后的框架拖至指定位置。

图2 三棱柱框架移动模式

3.折合存放模式

存放球门时，在三棱柱框架移动模式的基础上，进一步将左、右框架交错叠放至与后框架平行，形成折合存放模式，如图3。

变形操作简单，后框架与左、右框架之间具有长度不同的连接段，形成折合空间，结合框架尺寸，通过计算确定框架间的连接段尺寸，以确保该空间内可容纳折叠后的框架。折合后的结构尺寸更小，方便在器材室内存放。

图3 折合存放模式

二、制作模型

1.第一代产品模型

2018年7月，我在学校实验室采用PVC管、PVC管连接件、PVC管夹、线棒连接件、万向节、万向轮制作了第一代产品，如图4。

图4

2.第二代产品模型

2018年10月，我在加工厂完成第二代产品，如图5。（指导老师：王 霞）