乒乓球发球机演示幻灯片

在螺栓处所需力为 0.196/(0.145+0.035) ≈1.1N
电机输出转矩为 1.1×0.035=0.0385N·m
因为本摇摆机构为自动运行，根据实际情况，转速不应过快
确定电机转速为
n=6 R/min
初步确定电机功率
P 30 Knmax Ml
式中K为安全系数，此时取2，将K、 n 、Ml带入，得到单侧电机功率：
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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
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输送轮 送球通道
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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，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。
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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。
P
2
3.14 6 30
0.0385
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5.6kg，接触的截面面积
S=3.14×35×35-3.14×30×30=1020.5㎜^2≈0.001㎡
经查询相关资料知合金钢与石墨的干摩擦系数为0.1，摩擦力
f=5.6×10×0.1=5.6N
摩擦阻力矩为
M=5.6×0.035=0.196N·m
乒乓球发球机
团队成员：
王辉 何海波
许永波 张国锋
2020/4/231Fra bibliotek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
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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
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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。
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5. 参数设计
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高：1200mm
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宽：400mm
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长：600mm
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材料：大部分采用工程塑料，关键传动部位采用合金钢。
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质量：25kg至30kg
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摆角范围：40°
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发球频率：30-90只/min
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6.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
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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。 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。
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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=v2 w1>w2，乒乓球沿轮1方向旋转，初速度为：v=(v1+v2)/2 w1<w2，乒乓球沿轮2方向旋转，初速度为：v=(v1+v2)/2
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。
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。
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。
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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。