[发明专利]一种能够自由控制乒乓球旋转状态的发球机

说明书

一种能够自由控制乒乓球旋转状态的发球机，主要包括：乒乓球发射器、反弹平板、控制平台。发射器始终对准平板中心，能够出射不同速率的乒乓球，且可通过两个半圆形轨道自由改变发射方向；反弹平板表面均匀粗糙，其空间方位可通过两组角度控制器自由调整；控制平台包括操作屏幕、内置单片机与电子线路，在操作屏幕输入出射乒乓球的目标运动参数，单片机将按照内置公式立即计算其对应发射器、平板在空间的方位参数以及乒乓球的发射速率值，控制平台根据所得参数对发射器、平板进行位置调整并以速率计算值发射乒乓球，球体与反弹平板发生非弹性摩擦碰撞之后即以预设的运动状态射出。本发明在自旋角速度与旋转方向实现了发球机的功能扩展。

技术领域

本发明涉及一种可以自由控制乒乓球旋转状态的发球机，基于弹性力学中球体与粗糙平板间的非弹性摩擦碰撞理论，实现乒乓球运动状态的定量控制，主要为乒乓球爱好者和专业运动员提供一种可以自由控制发射速率、发射方向、旋转角速度以及旋转方向的发球机。

背景技术

对于体育训练用途的乒乓球发球机，市场上已有很多种，一般发球机的功能为发射特定方向，特定射速的乒乓球。许多体育场所、运动训练机构等都有购买乒乓球发球机代替乒乓球训练中的发球员，通过高频率的连续发球，以训练运动员的反应速度与回球能力。然而，市面上即使较先进的多功能发球机也大多只能出射速率、方向可调的无旋乒乓球，少数发球机可以设置有限的几种旋球模式。在真正的乒乓球竞技中，球体并非直来直去，对乒乓球施以不同转速、不同转向的旋转状态已经成为乒乓球爱好者普遍掌握的技能，而对于高水平运动员，熟练、精准应对不同运动模式的旋球更是成为了竞技取胜的关键。因此，只能发射无旋乒乓球或只具备有限的旋球模式的发球机与现实竞技仍存在很大差距，旧式发球机缺乏对球体运动状态的定量调控功能，对辅助训练效果十分有限。综上所述，一个能发射出旋球并且各项运动参数皆可自由控制的乒乓球发球机是市场极其需要的，不管是专业队伍的训练，还是民众日常运动锻炼，设计、研发、生产都具有很大的现实意义。

发明内容

为了克服上述现有技术中的不足，实现发射运动参数自由控制的旋球、模拟真实的乒乓球竞技场景、增强专业训练效果，本发明设计一种能够自由控制乒乓球旋转状态的发球机，其特点在于基于弹性力学中球体与粗糙平板间非弹性摩擦碰撞的理论。

本发明实现发明目的采用的技术方案如下：

一种能够自由控制乒乓球旋转状态的发球机，其特征在于，包括：反弹平板、乒乓球发射器、移动轨道A、移动轨道B、圆形支柱、角度控制器C、角度控制器D、平板支架、控制平台、水平角度标尺、固定装置；所述反弹平板呈菱形，两条对边的端点分别与角度控制器C、角度控制器D相连接，在角度控制器C、角度控制器D的操作下能够绕两条对边自由转动；所述角度控制器D的两侧末端分别与平板支架无缝连接；所述平板支架的底端与装置底盘无缝连接，支撑起反弹平板、角度控制器C、角度控制器D；所述乒乓球发射器安装于半圆形的移动轨道A且能够在移动轨道A上自由移动，发射器始终指向反弹平板的中心；所述移动轨道A的下端与半圆形的移动轨道B相连接且能够在移动轨道B上自由移动，移动轨道A圆心始终位于反弹平板的中心；所述移动轨道B的中端无缝安装在圆形支柱上，移动轨道B位于竖直平面且圆心位于反弹平板的中心；所述圆形支柱的底端与装置底盘无缝连接；所述控制平台置于装置底盘内部，通过单片机与电路控制乒乓球发射器、移动轨道A、角度控制器C、角度控制器D的机械运动，控制平台包含的操作屏幕位于装置底盘后方；所述水平角度标尺雕刻在装置底盘最前方的上表面，呈半圆形；所述固定装置固定于装置底盘最后方的下表面，左右两侧分别一个。