CN108543297A - 一种乒乓球自动发球装置及发球方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种乒乓球自动发球装置及发球方法，应用于一种乒乓球自动发球装置，所述方法包括：装置上电初始化；输入装置接收用户的输入命令；根据输入命令控制器驱动各电机动作将乒乓球自动发出；检测装置对各电机的动作到位情况进行检测以获得反馈信号，反馈信号包括到位反馈信号和未到位反馈信号；控制器根据到位反馈信号对对各电机进行复位；其效果是：通过控制器接收用户的输入命令，驱动各电机动作，模拟出运动员的击球动作，并将其击球动作进行分解和再合成，并控制击球的角度、方向、时间和力量等参数，以完成多种旋转多种落点和不同弧线和力量之间的发球组合，在增加了相应的发球功能的同时，也提高了运动员的训练质量。

Description

一种乒乓球自动发球装置及发球方法

技术领域

本发明涉及乒乓球发球机技术领域，具体涉及到一种乒乓球自动发球装置及发球方法。

背景技术

现有的乒乓球发球机的特性是利用两个高速旋转的摩擦轮挤压接触乒乓球所发出的，其特性是乒乓球的弧线平直，并且球性飘忽不定，出球落点不准确，和球手运动员用球拍打出来的球特性不一样，很容易让初学者击球的动作和姿势变形，达不到娱乐和训练的效果。并且现有的发球机结构原理设计的限制使整个发球机的功能也变得单一，一般功能的发球机能远远达不到训练的要求。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供一种乒乓球自动发球装置及发球方法，解决现有技术中发球机的功能单一、训练效果不佳的缺陷。

第一方面，一种乒乓球自动发球装置，包括壳体、球拍、球拍连接杆、主动力电机、轴承、步进电机、拨杆和螺旋轨道，所述球拍与所述步进电机连接，所述步进电机通过所述球拍连接杆与所述主动力电机连接，所述主动力电机的输出轴与所述轴承连接，所述球拍连接杆还与所述螺旋轨道连接，所述螺旋轨道、拨杆和主动力电机均分别与所述壳体连接，所述壳体上还设有输入设备、显示器和检测装置，所述输入设备、显示设备和检测装置分别与设置在所述壳体内部的控制器连接，所述壳体上还设有第一轨道和第二轨道，所述第一轨道设有第一检测开关和第一微型电磁铁，所述第二轨道上设有第二检测开关和第二微型电磁铁。

更进一步的方案是，所述输入设备包括触摸屏和多个按钮。

更进一步的方案是，所述球拍上的一面贴附有长胶，所述球拍上的另一面贴附有生胶。

第二方面，一种乒乓球自动发球装置的发球方法，应用于第一方面所述的一种乒乓球自动发球装置，所述方法包括：

装置上电初始化；

输入设备接收用户的输入命令；

根据所述输入命令控制器驱动各电机动作将乒乓球自动发出；

检测装置对各电机的动作到位情况进行检测以获得反馈信号，所述反馈信号包括到位反馈信号和未到位反馈信号；

控制器根据所述到位反馈信号对各电机进行复位。

更进一步的方案是，所述输入命令包括单点循环命令、多点循环命令、随机对战命令和动作讲解命令。

更进一步的方案是，单点循环命令时，具体包括以下步骤：

主动力电机动作，带动螺旋轨道和拨杆将乒乓球输送到第一轨道或第二轨道中；

第一轨道中的第一检测开关或第二轨道中的第二检测开关检测到乒乓球信号时，触发第一微型电磁铁上电，第一轨道打开或触发第二微型电磁铁上电，第二轨道打开，落出的乒乓球通过主电机带动球拍圆周运动击球；

步进电机动作，调整乒乓球的击球弧线和击球的最高点。

更进一步的方案是，多点循环命令时，具体包括以下步骤：

第一周期时，主动力电机动作，带动螺旋轨道和拨杆将乒乓球输送到第一轨道中；

第一轨道上的第一检测开关动作，触发第一微型电磁铁上电，第一轨道打开，乒乓球掉落；

主动力电机动作，带动球拍圆周运动击球；

步进电机动作，调整乒乓球的击球弧线和击球的最高点；

第二周期时，主动力电机动作，带动螺旋轨道和拨杆将乒乓球输送到第二轨道中；

第二轨道上的第二检测开关动作，触发第二微型电磁铁上电，第二轨道打开，乒乓球掉落；

主动力电机动作，带动球拍圆周运动击球；

步进电机动作，调整乒乓球的击球弧线和击球的最高点；

随机循环执行第一周期和第二周期的步骤。

更进一步的方案是，随机对战命令时，具体包括以下步骤：

在执行所述多点循环命令方法步骤的基础上，还包括：第三周期，在第三周期时，步进电机动作，控制所述球拍的板型朝上，主动力电机的转速降低，且在第二周期时，主动力电机的转速大于第一周期时主动力电机的转速。

更进一步的方案是，动作讲解命令时，具体包括以下步骤：

主动力电机和步进电机动作，进行旋转；

将第一检测开关或第二检测开关的动作信号、主动力电机的转速信号和步进电机的转速、角度信号传输给控制器处理，得出乒乓球的发球落点信号；

控制器根据所述发球落点信号生成击球落点信号，并根据不同的击球落点信号触发控制器将预先存储的相对应的视频信号通过显示器进行显示。

由上述技术方案可知，本发明实施例提供的一种乒乓球自动发球装置及发球方法，通过控制器接收用户的输入命令，驱动各电机动作，模拟出运动员的击球动作，并将其击球动作进行分解和再合成，通过控制击球的角度、方向、时间和力量等参数，以完成多种旋转多种落点和不同弧线和力量之间的发球组合，在增加了相应的发球功能的同时，也解决了专业运动员的训练难题，提高了运动员的训练质量，能替代部分教练员的喂球工作。

附图说明

图1为本发明实施例提供的一种乒乓球自动发球装置的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的一种乒乓球自动发球装置的电路原理框图；

图3为本发明实施例提供的一种乒乓球自动发球装置的发球方法的方法流程图。

具体实施方式

为了使本发明要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述，这里的描述不意味着对应于实施例中陈述的具体实例的所有主题都在权利要求中引用了。

应当理解，当在本说明书和所附权利要求书中使用时，术语“包括”指示所描述特征、整体、步骤、操作、元素和/或组件的存在，但并不排除一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元素、组件和/或其集合的存在或添加。

还应当理解，在此本发明说明书中所使用的术语仅仅是出于描述特定实施例的目的而并不意在限制本发明。如在本发明说明书和所附权利要求书中所使用的那样，除非上下文清楚地指明其它情况，否则单数形式的“一”、“一个”及“该”意在包括复数形式。

请参考图1、图2，是本发明实施例提供的一种乒乓球自动发球装置的结构示意图，包括壳体、球拍、球拍连接杆、主动力电机、轴承、步进电机、拨杆和螺旋轨道，所述球拍与所述步进电机连接，所述步进电机通过所述球拍连接杆与所述主动力电机连接，所述主动力电机的输出轴与所述轴承连接，所述球拍连接杆还与所述螺旋轨道连接，所述螺旋轨道、拨杆和主动力电机均分别与所述壳体连接，所述壳体上还设有输入设备、显示器和检测装置，所述输入设备、显示设备和检测装置分别与设置在所述壳体内部的控制器连接，所述壳体上还设有第一轨道和第二轨道，所述第一轨道设有第一检测开关和第一微型电磁铁，所述第二轨道上设有第二检测开关和第二微型电磁铁。

进一步的，所述输入设备包括触摸屏和多个按钮。

进一步的，所述球拍上的一面贴附有长胶，所述球拍上的另一面贴附有生胶；这样使用球拍不同的击球面，可发出不同特性旋转类型的弧线。

应用时，所述检测装置包括磁性开关和红外感应开关，其中，第一检测开关和第二检测开关均可采用红外感应开关，在此并不限制，该自动发球装置通过输入设备进行命令输入，使控制器按照预设的命令，模拟出不同特性的发球，以适应用户不同的训练需求。

请参考图3，是本发明实施例提供的一种乒乓球自动发球装置的发球方法的方法流程图，一种乒乓球自动发球装置的发球方法，应用于上述所述的一种乒乓球自动发球装置，所述方法包括：

S101，装置上电初始化；

具体地，装置通电后进行自检操作，判断是否有报警异常或断线情况，并检测气源的压力是否为设定压力，压力不足时通过稳压装置进行稳压操作。

S102，输入装置接收用户的输入命令；

具体地，在应用中输入装置可采用物理按键或触摸屏，也可采用与所述装置网络连接的智能终端，在此并不限制，输入命令可理解为选择相应的难度等级、发球模式、角度、旋转方向和力量等选择。

S103，根据所述输入命令控制器驱动各电机动作将乒乓球自动发出；

具体地，控制器根据不同的输入命令，触发对应的程序段执行，进而驱动各电机动作，并按程序设定的发球模式、角度、方向和力量等参数将乒乓球发出，所述控制器可采用PLC控制器或是微控制器。

S104，检测装置对各电机的动作到位情况进行检测以获得反馈信号，所述反馈信号包括到位反馈信号和未到位反馈信号；

具体地，发球装置上装设有多个磁性开关或接近开关，对各电机的执行情况及位置进行检测，以保证各动作的准确性。

S105，控制器根据所述到位反馈信号对各电机进行复位。

具体地，控制器接收到相应的到位反馈信号后，将相关的电机进行复位操作，便于及时进行下一个操作周期或是进行循环操作，从而保证击球训练的及时性。

进一步地，所述输入命令包括单点循环命令、多点循环命令、随机对战命令和动作讲解命令；这样便于用户根据实际情况选择不同的发球方式，使不同水平的用户都能通过其训练和提高。

进一步地，单点循环命令时，具体包括以下步骤：

主动力电机动作，带动螺旋轨道和拨杆将乒乓球输送到第一轨道或第二轨道中；

第一轨道中的第一检测开关或第二轨道中的第二检测开关检测到乒乓球信号时，触发第一微型电磁铁上电，第一轨道打开或触发第二微型电磁铁上电，第二轨道打开，落出的乒乓球通过主电机带动球拍圆周运动击球；

步进电机动作，调整乒乓球的击球弧线和击球的最高点。

这样便于用户进行接发球的套路练习，使用户对能熟练的掌握相应的套路，提高相应的训练效果。

进一步地，多点循环命令时，具体包括以下步骤：

第一周期时，主动力电机动作，带动螺旋轨道和拨杆将乒乓球输送到第一轨道中；

第一轨道上的第一检测开关动作，触发第一微型电磁铁上电，第一轨道打开，乒乓球掉落；

主动力电机动作，带动球拍圆周运动击球；

步进电机动作，调整乒乓球的击球弧线和击球的最高点；

第二周期时，主动力电机动作，带动螺旋轨道和拨杆将乒乓球输送到第二轨道中；

第二轨道上的第二检测开关动作，触发第二微型电磁铁上电，第二轨道打开，乒乓球掉落；

主动力电机动作，带动球拍圆周运动击球；

步进电机动作，调整乒乓球的击球弧线和击球的最高点；

随机循环执行第一周期和第二周期的步骤。

这样便于用户随机对不同的发球套路进行训练，循序渐进的提高用户的水平。进一步地，随机对战命令时，具体包括以下步骤：

在执行所述多点循环命令方法步骤的基础上，还包括：第三周期，在第三周期时，步进电机动作，控制所述球拍的板型朝上，主动力电机的转速降低，且在第二周期时，主动力电机的转速大于第一周期时主动力电机的转速。

这样更具真实的训练效果，能贴切的模拟出实战时的情况。

进一步地，动作讲解命令时，具体包括以下步骤：

主动力电机和步进电机动作，进行旋转；

将第一检测开关或第二检测开关的动作信号、主动力电机的转速信号和步进电机的转速、角度信号传输给控制器处理，得出乒乓球的发球落点信号；

控制器根据所述发球落点信号生成击球落点信号，并根据不同的击球落点信号触发控制器将预先存储的相对应的视频信号通过显示器进行显示。

这样便于根据所给的乒乓球落点旋转和速度给训练者同步指导，语音提示，便于矫正用户错误的动作，提高训练效率，还可以预防和避免广发乒乓球爱好者由于长期动作不规范导致的关节痛，肌肉拉伤等伤病。

本发明是采用将运动员击球时的动作分解再合成的动作，分别用每个电机的转速来控制击球动作的时间，角度，力量等，将分解的动作用控制器来控制，最终还原运动员击球时的动作，传递到球拍上的力量角度时间作用到球上；通过上述方法，通过球拍击打出来的球效果比传统挤压摩擦的实用性强，更加贴合实战情况，并通过将真实运动员的击球动作进行分解，控制球拍击球的角度、方向、旋转角度和摩擦力等参数，以完成多种旋转多种落点和不同弧线和力量之间的发球组合，在增加了相应的发球功能的同时，也解决了专业运动员的训练难题，提高了运动员的训练质量，能替代部分教练员的喂球工作。

本发明还提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序包括程序指令，所述程序指令当被所述控制器执行时使所述控制器执行上述一种乒乓球自动发球装置的发球方法。

所述计算机可读存储介质可以是前述任一实施例所述的终端的内部存储单元，例如终端的硬盘或内存。所述计算机可读存储介质也可以是所述终端的外部存储设备，例如所述终端上配备的插接式硬盘，智能存储卡(Smart Media Card,SMC)，安全数字(SecureDigital,SD)卡，闪存卡(Flash Card)等。可读存储介质还可以既包括终端的内部存储单元也包括外部存储设备。计算机可读存储介质用于存储所述计算机程序以及所述终端所需的其他程序和数据。所述计算机可读存储介质还可以用于暂时地存储已经输出或者将要输出的数据。

最后需要说明的是，上述描述为本发明的优选实施例，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不违背本发明宗旨及权利要求的前提下，可以做出多种类似的表示，这样的变换均落入本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种乒乓球自动发球装置,其特征在于，包括壳体、球拍、球拍连接杆、主动力电机、轴承、步进电机、拨杆和螺旋轨道，所述球拍与所述步进电机连接，所述步进电机通过所述球拍连接杆与所述主动力电机连接，所述主动力电机的输出轴与所述轴承连接，所述球拍连接杆还与所述螺旋轨道连接，所述螺旋轨道、拨杆和主动力电机均分别与所述壳体连接，所述壳体上还设有输入设备、显示器和检测装置，所述输入设备、显示设备和检测装置分别与设置在所述壳体内部的控制器连接，所述壳体上还设有第一轨道和第二轨道，所述第一轨道设有第一检测开关和第一微型电磁铁，所述第二轨道上设有第二检测开关和第二微型电磁铁。

2.根据权利要求1所述的一种乒乓球自动发球装置,其特征在于，所述输入设备包括触摸屏和多个按钮。

3.根据权利要求2所述的一种乒乓球自动发球装置,其特征在于，所述球拍上的一面贴附有长胶，所述球拍上的另一面贴附有生胶。

4.一种乒乓球自动发球装置的发球方法，其特征在于,应用于权利要求3所述的一种乒乓球自动发球装置，所述方法包括：

装置上电初始化；

输入设备接收用户的输入命令；

根据所述输入命令控制器驱动各电机动作将乒乓球自动发出；

检测装置对各电机的动作到位情况进行检测以获得反馈信号，所述反馈信号包括到位反馈信号和未到位反馈信号；

控制器根据所述到位反馈信号对各电机进行复位。

5.根据权利要求4所述的一种乒乓球自动发球装置的发球方法，其特征在于，所述输入命令包括单点循环命令、多点循环命令、随机对战命令和动作讲解命令。

6.根据权利要求5所述的一种乒乓球自动发球装置的发球方法，其特征在于,单点循环命令时，具体包括以下步骤：

主动力电机动作，带动螺旋轨道和拨杆将乒乓球输送到第一轨道或第二轨道中；

第一轨道中的第一检测开关或第二轨道中的第二检测开关检测到乒乓球信号时，触发第一微型电磁铁上电，第一轨道打开或触发第二微型电磁铁上电，第二轨道打开，落出的乒乓球通过主电机带动球拍圆周运动击球；

步进电机动作，调整乒乓球的击球弧线和击球的最高点。

7.根据权利要求6所述的一种乒乓球自动发球装置的发球方法，其特征在于,多点循环命令时，具体包括以下步骤：

第一周期时，主动力电机动作，带动螺旋轨道和拨杆将乒乓球输送到第一轨道中；

第一轨道上的第一检测开关动作，触发第一微型电磁铁上电，第一轨道打开，乒乓球掉落；

主动力电机动作，带动球拍圆周运动击球；

步进电机动作，调整乒乓球的击球弧线和击球的最高点；

第二周期时，主动力电机动作，带动螺旋轨道和拨杆将乒乓球输送到第二轨道中；

第二轨道上的第二检测开关动作，触发第二微型电磁铁上电，第二轨道打开，乒乓球掉落；

主动力电机动作，带动球拍圆周运动击球；

步进电机动作，调整乒乓球的击球弧线和击球的最高点；

随机循环执行第一周期和第二周期的步骤。

8.根据权利要求7所述的一种乒乓球自动发球装置的发球方法，其特征在于,随机对战命令时，具体包括以下步骤：

在执行所述多点循环命令方法步骤的基础上，还包括：第三周期，在第三周期时，步进电机动作，控制所述球拍的板型朝上，主动力电机的转速降低，且在第二周期时，主动力电机的转速大于第一周期时主动力电机的转速。

9.根据权利要求8所述的一种乒乓球自动发球装置的发球方法，其特征在于,动作讲解命令时，具体包括以下步骤：

主动力电机和步进电机动作，进行旋转；

将第一检测开关或第二检测开关的动作信号、主动力电机的转速信号和步进电机的转速、角度信号传输给控制器处理，得出乒乓球的发球落点信号；

控制器根据所述发球落点信号生成击球落点信号，并根据不同的击球落点信号触发控制器将预先存储的相对应的视频信号通过显示器进行显示。