CN106500935A - 一种无缝乒乓球弹跳性能检测分选方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种无缝乒乓球弹跳性能检测分选方法，采用斜面弹跳碰撞检测设备完成，1)采用所述斜面弹跳碰撞检测设备对所有等级的无缝乒乓球合格品按等级进行弹跳性能标定检测，获得所有等级无缝乒乓球的参照标定区域；2)将所有等级的无缝乒乓球的参照标定区域写入所述处理器；3)采用所述斜面弹跳碰撞检测设备对待测无缝乒乓球进行检测分选。本发明可消除乒乓球下落初速度的影响，消除乒乓球球面不同区域弹跳性能不均匀带来的误差，并能够实现实时在线检测。

Description

一种无缝乒乓球弹跳性能检测分选方法

技术领域

本发明涉及一种无缝乒乓球弹跳性能检测分选方法，用于无缝乒乓球弹跳性能在线检测与分选。

背景技术

乒乓球运动作为我国的国球运动已经为广大运动爱好者喜欢，越来越多的人在课余、工余、休息日参加乒乓球运动，随着竞技技术的提高，对乒乓球质量要求也越来越高。无缝乒乓球是继传统有缝球的新发明，有诸多优点，但到目前为止，还没有适合无缝乒乓球各项性能指标实时在线检测的有效手段，对于国际顶级赛事所需用球要从大量产品中人工筛选，效率低下，误检率高，质量无法保证。

根据国际乒联现行最新T3标准40mm乒乓球的规定，乒乓球质量评定是乒乓球各项性能指标(包括重量、圆度、偏心、硬度、弹跳等)的综合评定，对于弹跳性能要求，当乒乓球从305mm的高度自由下落到特制钢板上，反弹高度需大于240mm小于265mm，可以划分为优等品或一等品乒乓球，当反弹高度不小于240mm时可以算作合格品，然后再结合其他指标如球重、圆度、偏心、硬度以及外观等综合评定。

根据国标GB/T20045-2005对乒乓球弹跳性能进行检测有以下几种方法：光控式检测方法通过乒乓球自由下落然后反向弹起，乒乓球下落与反弹过程会两次经过某些位置，选取一点放置光源，光源对面有光敏元件，乒乓球经过会发生挡光现象，用两次挡光的时间间隔近似计算出反弹高度。这种方法缺点是乒乓球下落初速度影响两次挡光的时间间隔，带来检测误差；其次光控式检测法无法判别乒乓球整个球面的弹跳均匀性。声控法与光控法相似，有同样的缺点；斜板坑式检测方法，自由落体的乒乓球经斜板反弹落入沙坑，通过测量沙坑的位置，靠经验公式计算反弹高度，这种方法最大缺点是不能实时在线测量，限制其推广应用；另外摄像法需要高速摄像机，价格昂贵，且无有效方法捕捉乒乓球弹跳达到最高位置时的图像。

发明内容

本发明为解决公知技术中存在的技术问题而提供一种无缝乒乓球弹跳性能检测分选方法，该方法可消除乒乓球下落初速度的影响，消除乒乓球球面不同区域弹跳性能不均匀带来的误差，并能够实现实时在线检测。

本发明为解决公知技术中存在的技术问题所采取的技术方案是：一种无缝乒乓球弹跳性能检测分选方法，采用斜面弹跳碰撞检测设备完成，所述斜面弹跳碰撞检测设备包括供球装置、弹跳装置、弹跳碰撞信息采集处理装置和收球装置；所述供球装置包括依次连接的供球料斗、下料管、供球转盘和出球弯管；所述供球料斗设有锥型底，在所述供球料斗锥型底的中央设有出口；所述下料管倾斜设置，所述下料管的进口通过弯头与所述供球料斗的出口连接；所述供球转盘包括固定支撑盒和转轮，所述转轮由第一电机驱动，所述第一电机固定在所述固定支撑盒上，所述转轮安装在所述固定支撑盒内，在所述转轮的外圆柱面上设置有多个沿周向均布的U型取球槽，所述U型取球槽的开口背向转轮中心，在所述固定支撑盒的侧壁上设有进球口，所述固定支撑盒的进球口与所述下料管的出口相连，在所述固定支撑盒底部设有与所述U型取球槽位置对应的出球口；所述出球弯管设有与所述固定支撑盒的出球口相连的进球段和与所述进球段相连的出球段，所述出球段水平设置；所述弹跳装置包括接球弹跳斜面和接球弹跳平面，所述接球弹跳斜面设置在所述出球弯管的下方且位于所述出球弯管的落球处，所述接球弹跳斜面的法线方向与所述出球段的轴线空间垂直；所述接球弹跳平面设置在所述接球弹跳斜面的底部，并沿乒乓球的弹跳前进方向延伸；所述弹跳碰撞信息采集处理装置包括设置在所述接球弹跳平面上的多个平行设置的碰撞传感器和处理器，多个所述碰撞传感器的排列方向与乒乓球的弹跳前进方向一致，所述处理器与多个所述碰撞传感器相连；所述收球装置包括与所述接球弹跳平面出球端相接的收球料斗和多个收球箱，所述收球箱的数量比乒乓球的分级数量多一个，在所述收球料斗的下方设有旋转出球口，所述旋转出球口由第二电机驱动，所述第二电机的旋转由所述处理器输出的信号控制；多个所述收球箱布置在所述旋转出球口的周围下方且位于所述旋转出球口的落球处；该检测分选方法采用以下步骤：

1)采用所述斜面弹跳碰撞检测设备对所有等级的无缝乒乓球合格品按等级进行弹跳性能标定检测，获得所有等级无缝乒乓球的参照标定区域；

1.1)将同等级的多个无缝乒乓球合格品放在所述供球料斗内，在重力作用下，多个无缝乒乓球合格品逐个平抛落到所述接球弹跳斜面上，撞击后反弹到所述接球弹跳平面上与所述碰撞传感器发生碰撞；

1.2)所述处理器接收来自所述碰撞传感器的合格品落点信号，同等级所有无缝乒乓球合格品落点信号形成一个区域，将该区域作为对应等级无缝乒乓球的参照标定区域；

1.3)循环重复步骤1.1)～1.2)，直至完成所有等级无缝乒乓球合格品的标定检测；

2)将所有等级的无缝乒乓球的参照标定区域写入所述处理器；

3)采用所述斜面弹跳碰撞检测设备对待测无缝乒乓球进行检测分选；

3.1)将待测无缝乒乓球放在所述供球料斗内，在重力作用下，待测无缝乒乓球逐个平抛落到所述接球弹跳斜面上，撞击后反弹到所述接球弹跳平面上，与所述碰撞传感器发生碰撞；

3.2)所述处理器接收来自所述碰撞传感器的待测球落点信号，然后将待测球落点信号与所有等级的无缝乒乓球的参照标定区域进行比对，然后根据待测球落点信号所在等级的无缝乒乓球的参照标定区域确定待测球的等级，然后根据待测球的等级控制所述第二电机旋转至设定位置，使待测球落入对应等级的收球箱。

在所述供球料斗的锥型底内设有防堵塞装置，所述防堵塞装置包括一推球杆，所述推球杆位于所述供球料斗的出口上方，所述推球杆由曲柄滑块机构带动，所述曲柄滑块机构包括与所述推球杆相连的滑块，所述滑块设置在固定导槽内，所述滑块通过连杆与转盘连接，所述转盘由第三电机驱动。

本发明具有的优点和积极效果是：

一)先对所有等级的无缝乒乓球合格品进行弹跳性能标定检测，然后根据标定结果进行待测无缝乒乓球的检测分选，能够实现乒乓球弹跳性能的实时在线检测，克服了现有技术的不足。

二)采用斜面弹跳碰撞检测设备检测无缝乒乓球的弹跳性能，结构简单，操作方便；通过合理设定平抛出球方向与接球弹跳斜面的位置关系，消除了乒乓球下落初速度对弹跳性能检测的影响；通过采用多个排列方向与乒乓球弹跳前进方向一致的碰撞传感器检测弹跳性能，可以对同一乒乓球检测多个碰撞点，消除了乒乓球球面弹跳不均匀性带来的误差，使检测结果稳定可靠，检测方式为等效间接测量，外界干扰因素少，测量准确，精度高。

三)所需检测的信号量少，检测速度快，适合在线测量，实现检测自动化。

附图说明

图1为本发明采用的斜面弹跳碰撞检测设备的结构示意图；

图2为本发明采用的斜面弹跳碰撞检测设备的防堵塞装置的结构示意图；

图3为本发明应用时乒乓球在接球弹跳斜面弹跳瞬间的速度分析示意图；

图4是本发明对无缝乒乓球合格品进行弹跳性能标定检测的流程图；

图5是本发明对待测无缝乒乓球进行检测分选的流程图。

图中：1、供球料斗，2、处理器，3、下料管，4、转轮，5、固定支撑盒，6、出球弯管，7、第一电机，8、接球弹跳斜面，9、接球弹跳平面，10、碰撞传感器，11、第二电机，12、旋转出球口，13、收球料斗，14、收球箱，15、推球杆，16、连杆，17、滑块，18、第三电机，19转盘，20、固定导槽。

具体实施方式

为能进一步了解本发明的发明内容、特点及功效，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下：

请参阅图1～图5，一种无缝乒乓球弹跳性能检测分选方法，采用斜面弹跳碰撞检测设备完成。

所述斜面弹跳碰撞检测设备包括供球装置、弹跳装置、弹跳碰撞信息采集处理装置和收球装置。

所述供球装置包括依次连接的供球料斗1、下料管3、供球转盘和出球弯管6；所述供球料斗1设有锥型底，在所述供球料斗1锥型底的中央设有出口。

所述下料管3倾斜设置，所述下料管3的进口通过弯头与所述供球料斗1的出口连接。

所述供球转盘包括固定支撑盒5和转轮4，所述转轮4由第一电机7驱动，所述第一电机7固定在所述固定支撑盒5上，所述转轮4安装在所述固定支撑盒5内，在所述转轮4的外圆柱面上设置有多个沿周向均布的U型取球槽，所述U型取球槽的开口背向转轮中心，在所述固定支撑盒5的侧壁上设有进球口，所述固定支撑盒5的进球口与所述下料管3的出口相连，在所述固定支撑盒5的底部设有与所述U型取球槽位置对应的出球口。

所述出球弯管6设有与所述固定支撑盒5的出球口相连的进球段和与所述进球段相连的出球段，所述出球段水平设置。

所述弹跳装置包括接球弹跳斜面8和接球弹跳平面9，所述接球弹跳斜面8设置在所述出球弯管6的下方且位于所述出球弯管6的落球处，所述接球弹跳斜面8的法线方向与所述出球段的轴线空间垂直；所述接球弹跳平面9设置在所述接球弹跳斜面8的底部，并沿乒乓球的弹跳前进方向延伸。

所述弹跳碰撞信息采集处理装置包括设置在所述接球弹跳平面9上的多个平行设置的碰撞传感器10和处理器2，多个所述碰撞传感器10的排列方向与乒乓球的弹跳前进方向一致；所述处理器2与多个所述碰撞传感器10相连。

所述收球装置包括与所述接球弹跳平面9出球端相接的收球料斗13和多个收球箱14，所述收球箱14的数量比乒乓球的分级数量多一个，一个所述收球箱14对应一个等级的无缝乒乓球，多出的一个用于接收不合格品。在所述收球料斗13的下方设有旋转出球口12，所述旋转出球口12由第二电机11驱动，所述第二电机11的旋转由所述处理器2输出的信号控制；多个所述收球箱14布置在所述旋转出球口12的周围下方且位于所述旋转出球口12的落球处。

该检测分选方法采用以下步骤：

1)采用所述斜面弹跳碰撞检测设备对所有等级的无缝乒乓球合格品按等级进行弹跳性能标定检测，获得所有等级无缝乒乓球的参照标定区域。

1.1)将同等级的多个无缝乒乓球合格品放在所述供球料斗1内，在重力作用下，多个无缝乒乓球合格品逐个平抛落到所述接球弹跳斜面8上，撞击后反弹到所述接球弹跳平面9上与所述碰撞传感器10发生碰撞。

无缝乒乓球合格品在供球装置中的运行路径：无缝乒乓球合格品从供球料斗1内沿所述下料管3进入所述供球转盘，在所述转轮4的带动下，逐个平抛落到所述接球弹跳斜面8上，撞击后反弹到所述接球弹跳平面9上，与所述碰撞传感器10发生碰撞。

1.2)所述处理器2接收来自所述碰撞传感器10的合格品落点信号，同等级所有无缝乒乓球合格品落点信号形成一个区域，将该区域作为对应等级无缝乒乓球的参照标定区域。因为是同等级的乒乓球，落球点会分布在一个有限的区域内。

1.3)循环重复步骤1.1)～1.2)，直至完成所有等级无缝乒乓球合格品的标定检测。乒乓球有多少个弹跳等级，则循环重复以上步骤多少次。

2)将所有等级的无缝乒乓球的参照标定区域写入所述处理器2。

3)采用所述斜面弹跳碰撞检测设备对待测无缝乒乓球进行检测分选。

3.1)将待测无缝乒乓球放在所述供球料斗1内，在重力作用下，待测无缝乒乓球逐个平抛落到所述接球弹跳斜面8上，撞击后反弹到所述接球弹跳平面9上，与所述碰撞传感器10发生碰撞。待测无缝乒乓球在供球装置中的运行路径与无缝乒乓球合格品在供球装置中的运行路径相同。

3.2)所述处理器2接收来自所述碰撞传感器10的待测球落点信号，然后将待测球落点信号与所有等级的无缝乒乓球的参照标定区域进行比对，然后根据待测球落点信号所在等级的无缝乒乓球的参照标定区域确定待测球的等级，然后根据待测球的等级控制所述第二电机11旋转至设定位置，使待测球落入对应等级的收球箱14。

在所述供球料斗1的锥型底内设有防堵塞装置，所述防堵塞装置包括一推球杆15，所述推球杆15位于所述供球料斗1的出口上方，所述推球杆15由曲柄滑块机构带动，所述曲柄滑块机构包括与所述推球杆15相连的滑块17，所述滑块17设置在固定导槽20内，所述滑块17通过连杆16与转盘19连接，所述转盘19由第三电机18驱动。第三电机18是固定的。

请参见图3，v₀是乒乓球平抛初速度，方向垂直纸面向外，v₁是自由下落速度，方向为竖直向下，v₂是反弹瞬间速度，方向与接球弹跳斜面有关，平抛初速度v₀与反弹瞬间速度v₂方向垂直，因此乒乓球初速度不会影响其弹跳性能。

尽管上面结合附图对本发明的优选实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，并不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可以作出很多形式，这些均属于本发明的保护范围之内。

Claims (2)

1.一种无缝乒乓球弹跳性能检测分选方法，其特征在于，采用斜面弹跳碰撞检测设备完成，所述斜面弹跳碰撞检测设备包括供球装置、弹跳装置、弹跳碰撞信息采集处理装置和收球装置；

所述供球装置包括依次连接的供球料斗、下料管、供球转盘和出球弯管；所述供球料斗设有锥型底，在所述供球料斗锥型底的中央设有出口；所述下料管倾斜设置，所述下料管的进口通过弯头与所述供球料斗的出口连接；所述供球转盘包括固定支撑盒和转轮，所述转轮由第一电机驱动，所述第一电机固定在所述固定支撑盒上，所述转轮安装在所述固定支撑盒内，在所述转轮的外圆柱面上设置有多个沿周向均布的U型取球槽，所述U型取球槽的开口背向转轮中心，在所述固定支撑盒的侧壁上设有进球口，所述固定支撑盒的进球口与所述下料管的出口相连，在所述固定支撑盒底部设有与所述U型取球槽位置对应的出球口；所述出球弯管设有与所述固定支撑盒的出球口相连的进球段和与所述进球段相连的出球段，所述出球段水平设置；

所述弹跳装置包括接球弹跳斜面和接球弹跳平面，所述接球弹跳斜面设置在所述出球弯管的下方且位于所述出球弯管的落球处，所述接球弹跳斜面的法线方向与所述出球段的轴线空间垂直；所述接球弹跳平面设置在所述接球弹跳斜面的底部，并沿乒乓球的弹跳前进方向延伸；

所述弹跳碰撞信息采集处理装置包括设置在所述接球弹跳平面上的多个平行设置的碰撞传感器和处理器，多个所述碰撞传感器的排列方向与乒乓球的弹跳前进方向一致，所述处理器与多个所述碰撞传感器相连；

所述收球装置包括与所述接球弹跳平面出球端相接的收球料斗和多个收球箱，所述收球箱的数量比乒乓球的分级数量多一个，在所述收球料斗的下方设有旋转出球口，所述旋转出球口由第二电机驱动，所述第二电机的旋转由所述处理器输出的信号控制；多个所述收球箱布置在所述旋转出球口的周围下方且位于所述旋转出球口的落球处；

该检测分选方法采用以下步骤：

1)采用所述斜面弹跳碰撞检测设备对所有等级的无缝乒乓球合格品按等级进行弹跳性能标定检测，获得所有等级无缝乒乓球的参照标定区域；

1.1)将同等级的多个无缝乒乓球合格品放在所述供球料斗内，在重力作用下，多个无缝乒乓球合格品逐个平抛落到所述接球弹跳斜面上，撞击后反弹到所述接球弹跳平面上与所述碰撞传感器发生碰撞；

1.2)所述处理器接收来自所述碰撞传感器的合格品落点信号，同等级所有无缝乒乓球合格品落点信号形成一个区域，将该区域作为对应等级无缝乒乓球的参照标定区域；

1.3)循环重复步骤1.1)～1.2)，直至完成所有等级无缝乒乓球合格品的标定检测；

2)将所有等级的无缝乒乓球的参照标定区域写入所述处理器；

3)采用所述斜面弹跳碰撞检测设备对待测无缝乒乓球进行检测分选；

3.1)将待测无缝乒乓球放在所述供球料斗内，在重力作用下，待测无缝乒乓球逐个平抛落到所述接球弹跳斜面上，撞击后反弹到所述接球弹跳平面上，与所述碰撞传感器发生碰撞；

3.2)所述处理器接收来自所述碰撞传感器的待测球落点信号，然后将待测球落点信号与所有等级的无缝乒乓球的参照标定区域进行比对，然后根据待测球落点信号所在等级的无缝乒乓球的参照标定区域确定待测球的等级，然后根据待测球的等级控制所述第二电机旋转至设定位置，使待测球落入对应等级的收球箱。

2.根据权利要求1所述的无缝乒乓球弹跳性能检测分选方法，其特征在于，在所述供球料斗的锥型底内设有防堵塞装置，所述防堵塞装置包括一推球杆，所述推球杆位于所述供球料斗的出口上方，所述推球杆由曲柄滑块机构带动，所述曲柄滑块机构包括与所述推球杆相连的滑块，所述滑块设置在固定导槽内，所述滑块通过连杆与转盘连接，所述转盘由第三电机驱动。