自动乒乓球发球机设计开题报告

全文总字数：1809字

1. 研究目的与意义

研究目的：设计一款智能型乒乓球发球机，它的体积小，控制方便，根据需求，可以通过编程实现不同模式自动发球。

研究的意义：本课题对便携式乒乓球发球机进行了设计，将传统发球机与单片机控制技术相结合，通过51单片机控制电机PWM调速等技术，实现对发球机发球频率、发球旋转、发球落点、发球速度的定量控制，满足不同水平乒乓球爱好者的训练需求，不但可以实现传统发球机模拟乒乓球对攻机械性训练的功能，还能帮助乒乓球爱好者体会旋转对于球的轨迹的影响，逐步做到可以通过球的运动轨迹判断发球旋转，也可以辅助乒乓球社团或者乒乓球教练的教学，提高教学质量。

2. 国内外研究现状分析

乒乓球是中国的国球，国内有极为庞大的乒乓球爱好者数量，却缺乏足够的专业教练指导，而乒乓球发球机可以辅助乒乓球教学并提供连续的定点训练，有助于动作定型。

乒乓球发球机多采用轮式结构，通过摩擦轮旋转将乒乓球发射出，更具摩擦轮个数，常见有双轮式和单轮式，单轮式发球机发出的球速度越快则旋转越强，并不符合实际经验，双轮式发球机通过两摩擦轮不同方向旋转发射乒乓球，并可以通过改变转速差产生旋转，实现了对球速和旋转的单独控制。

早期还有采用压气式，或者撞捶式原理的，但是由于发出来的球与运动员球拍击打出的球差距很大被淘汰。

3. 研究的基本内容与计划

研究内容：1，分析不同旋转球在空气中的受力情况，研究旋转对乒乓球轨迹的影响。

2，通过编程实现51单片机对于电机的pwm调速，和对步进电机旋转角度，旋转速度的控制，进而制作一套对乒乓球旋转速度，发球频率，发球角度，出球速度的综合控制系统。

3，运用cad建模，并使用3d打印技术制作发球机壳体。

4. 研究创新点

在现有单摩擦轮、双摩擦轮发球机结构上，尝试多摩擦轮结构，将单片机控制技术与计算机辅助设计相结合，使桌上发球机在保持便携性的同时，扩展出更多的功能，并使发球机发出的球尽可能接近实际乒乓球发球、对攻球效果。