《乒乓球发球机》ppt课件

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1、乒乓球发球机团队成员：王辉何海波许永波张国锋团队分工王辉：部分建模、有限元分析何海波：部分建模、运动仿真许永波：整体建模张国锋：概念设计、PPT概念设计一、需求和问题1.运动消费在人们日常消费中的比例呈增长趋势现代社会，随着物质生活水平的提高，人们越来越重视生命质量和生活质量。据统计，运动消费作为一种绿色消费，近几年来在我国人民日常消费中所占比例呈增长趋势。可以预见，全民性的运动热潮将会持续增长，因此，健身器材的市场需求也将会不断扩大。2.乒乓球运动在我国有着广泛的群众基础乒乓球作为我国的国球，它集健身、竞技、娱乐于一体，不仅可

2、以锻炼身体，还可以练习头脑的灵活性、眼睛的反应力以及全身的协调性，因此在我国有着广泛的群众基础。3.使用乒乓球发球机进行辅助训练具有一定的优势对于初学者，捡球的时间比真正在台上练球的时间还要多，这样要提高技术水平就很慢，也会削弱对乒乓球的兴趣。对于高水平的专业运动员，由于人手发球速度和频率会有一个极点，因此要进行变化多、强度大的训练比较困难。使用乒乓球发球机进行辅助训练就可以解决这些问题，所以，乒乓球发球机的使用越来越普及了。二、同类产品比较目前市场上销售的乒乓球发球机，按出球方式可分为三类：1.撞击式发球机撞击式发球机有多种设

3、计方案，最常见的是通过凸轮带动摆杆，将落入发球口的乒乓球撞击出去，这种发球方式性能单一，而且不方便控制，已经逐渐被淘汰。2.压气式发球机压气式发球机是利用空气压缩机来发射乒乓球的，球被装入长桶的底部由一窄口固定住，这个窄口的直径比球的直径略小一些。当压缩空气推挤乒乓球通过窄口的时候，球就被发射出去了。这种发球机的缺点是噪音极大，而且不能提供高的性能，同时空气压缩的消耗功率很大，难以用电池来供电。3.轮式发球机轮式发球机的原理是由于装有轮子的通道空间很小，当球从轨道进入通道时，轮子就将球喷出，这种情形如同小石子被打滑的车轮挤出一般

4、。这种发球方式有两种，一种是单轮驱动，另一种是双轮驱动。单轮发球机的弊端是：如果发球速度快，那么旋转也快；如果发球速度慢，那么旋转也慢。这种和人们实战打球是完全不同的，实际上球速和旋转并不是完全成正比的，比如攻球的速度很快，但旋转并不强，而弧圈球旋转虽快，速度未必快。双轮驱动发球机完全解决了单轮驱动速度和旋转的矛盾，可以发出各种旋转球，也能发出不转球。按照控制类型可分为两类：1.半自动，简单操作系列半自动乒乓球发球机，无论是安装还是使用都比较麻烦，而且发球的方式、力量、速度都是固定的，如果要改变各项参数就必须停下来，人工调整。而

5、且机械性能较差，但市场占有量很大，究其原因，主要是价格低。2.全自动，电脑程控系列全自动乒乓球发球机，是全电脑程控的，能模拟运动员常用的技术，发球的方式、力量、速度可随意变化，使用非常人性化，其电脑记忆功能还能记录球员打球的路数，能起到专业陪练效果。这种机器虽性能高，但价格太贵。三、总体设计思路1.乒乓球发球机的总体设计示意图发射机构俯仰机构摇摆机构储球器拨球机构输送轮送球通道2.乒乓球发球机的设计思想储球机构中的乒乓球在自身重力的作用下，落入输送机构，输送轮通过其上的半圆形卡球槽将球送入送球通道，求在后面的通道内依次排成一列，

6、后面的球将前面的球顶入发射机构。发射机构中的双旋转轮可将球发射出去，调节两轮速度和旋向可实现不同旋向球；发射机构上的调整装置可调节出球口的上下角度，即可改变球的弧度。通过摇摆机构调节球的左右变化角度。3.乒乓球发球机相关参数要设计好整个自动乒乓球发球机的机械结构，首先需要了解乒乓球和球桌的参数。乒乓球是一种硝化纤维组成的直径为40mm的圆球，重量2.7g，弹性较好。标准的乒乓球桌长为2.74m，宽为1.525m，球网高12.25cm。球在球桌上方沿一定弧线飞行，如果要准确的落入对方台面，不仅受球台长度和球网高度的限制，还有球桌宽

7、度的制约。为此必须要求乒乓球的飞行方向正确，保证乒乓球既不会出界，又能落到战术所需范围内。4.发球基本原理如上图所示，乒乓球由于受到两个反向旋转摩擦轮的作用，可以获得一定的初速度，而两个摩擦轮分别由两个直流电机带动工作。设轮子角速度w1、w2，半径R，线速度v1=w1R、v2=w2R：w1=w2，乒乓球不旋转，所获瞬时速度即初速度为：v=v1=v2w1>w2，乒乓球沿轮1方向旋转，初速度为：v=(v1+v2)/2w1

8、mm材料：大部分采用工程塑料，关键传动部位采用合金钢。质量：25kg至30kg摆角范围：40°发球频率：30-90只/min6.电机选型本组设计的乒乓球发球机主要需要三种电机，其中以控制摇摆的电机最为关键。下面主要分析对控制摇摆电机的选择。已知上部结构的总质量为