专利名称：内部下球式乒乓球供球及挥拍速度监测装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种乒乓球供球及挥拍速度监测装置。
背景技术：
目前，在乒乓球击球训练中，所采用的击球训练方法主要为通过教练供球、与队友对练和采用发球机供球三种，前两种供球方式受人为因素影响较大，供球规律性较低；而采用发球机供球，发球机供球速度较快，击球者(尤其是初学者)难以准确选择击球点；并且，目前无法准确监测球员触球时的挥拍速度。利用运动员运动信息对运动员动作技术过程进行监控的内部下球式乒乓球供球及挥拍速度监测装置在国内国外还没有出现。
发明内容
本发明是为了解决现有的采用人为方式的乒乓球供球方式的供球规律性低，击球者难以准确选择击球点，以及无法准确监测球员触球时的挥拍速度的问题，从而提供一种内部下球式乒乓球供球及挥拍速度监测装置。内部下球式乒乓球供球及挥拍速度监测装置，它包括限位用供气管路、一号气泵、 悬浮用供气管路、三号气泵、喷射用供气管路、高压气泵、限位板、供球管路、集球装置和挡板；限位用供气管路、悬浮用供气管路和喷射用供气管路按由外向内的顺序依次同轴套在一起；位于限位用供气管路侧面的入气口与一号气泵的出气口连通；位于悬浮用供气管路下部的入气口与三号气泵的出气口连通；位于喷射用供气管路下部的入气口与高压气泵的出气口连通；限位板固定在悬浮用供气管路内；供球管路的入球口与集球装置的底部连通；限位用供气管路和悬浮用供气管路的侧壁上均开有入球口，供球管路的出球口穿过限位用供气管路侧壁上的入球口后与悬浮用供气管路侧壁上的入球口连通，所述限位板位于悬浮用供气管路的入球口下侧，并且与该入球口下边缘之间的距离为三分之一至三分之二兵乓球直径；供球管路与限位用供气管路之间的夹角为锐角；挡板位于供球管路中，所述挡板采用下开启的方式通过轴承与供球管路的内侧壁连接；控制系统包括控制电路、计时器、一号气泵驱动电路、三号气泵驱动电路、高压气泵驱动电路、挡板驱动电路和一号电机；定时器的时间信号输出端与控制电路的时间信号输入端连接；控制电路的一号气泵驱动信号输出端与一号气泵驱动电路的气泵驱动信号输入端连接；一号气泵驱动电路的驱动信号输出端与一号气泵的驱动信号输入端连接；控制电路的三号气泵驱动信号输出端与三号气泵驱动电路的气泵驱动信号输入端连接；三号气泵驱动电路的驱动信号输出端三号气泵的驱动信号输入端连接；控制电路的高压气泵驱动信号输出端与高压气泵驱动电路的气泵驱动信号输入端连接；高压气泵驱动电路的驱动信号输出端与高压气泵的驱动信号输入端连接；控制电路的挡板驱动信号输出端与挡板驱动电路的挡板驱动信号输入端连接；挡板驱动电路的驱动信号输出端与一号电机的驱动信号输入端连接；一号电机用于驱动挡板转动。它还包括N组光束收发装置和控制系统，N为大于或等于2的正整数；每组光束收发装置均包括一个光束发生装置和一个光束接收装置，所述光束发生装置和光束接收装置相对设置；所述每组光束收发装置设置在限位用供气管路的侧面，且光束收发装置出射的光束方向为竖直向上；每组光束收发装置出射光束均与限位用供气管路的中轴线位于同一水平面上；每个光束发生装置的光束发生控制信号输入端均与控制电路的一个光束发生控制信号输出端连接；每个光束接收装置的信号输出端均与控制电路的一个光束信号输入端连接。集球装置为漏斗形。所述集球装置为网兜和网兜架组成，所述网兜架的横向宽度大于乒乓球台的宽度，所述网兜架的高度为乒乓球台面的高度的二分之一倍至一点五倍，网兜固定在网兜架上，网兜的底部收紧至供球管路的入口。所述限位板为圆盘形，该圆盘的中心带有圆孔，所述圆孔的内径是乒乓球直径的
三分之一至二分之一。它还包括M根旋转用供气管路、M个电磁阀和二号气泵，所述M根旋转用供气管路以喷射用供气管路的中轴线为中心均布设置在悬浮用供气管路内，每根旋转用供气管路均与一个电磁阀的进气口连接，所有电磁阀的出气口同时与二号气泵的出气口连通；控制系统还包括二号气泵驱动电路，控制电路的二号气泵驱动信号输出端与二号气泵驱动电路的气泵驱动信号输入端连接；二号气泵驱动电路的驱动信号输出端与二号气泵的驱动信号输入端连接；M个电磁阀的控制信号输入端分别与控制电路的M个电磁阀控制信号输出端连接；M为正整数。所述限位板为圆盘形，该圆盘的中心带有圆形限位通孔，所述限位通孔的内径是乒乓球直径的三分之一至二分之一，在该圆孔的周围还设置有M个气孔，所述气孔为圆形或者扇形，所述气孔的面积大于旋转用供气管路，并且每个气孔的中心与一个旋转用供气管路的中轴线重叠。它还包括底座、万向节和支架，所述支架的活动端固定在限位用供气管路的底部边缘；支架的另一端通过万向节与底座的上表面连接；控制系统还包括万向节驱动电路和二号电机，控制电路的万向节驱动信号输出端与万向节驱动电路的万向节驱动信号输入端连接；所述万向节驱动电路的驱动信号输出端与二号电机的驱动信号输入端连接；二号电机用于带动万向节运动。有益效果本发明采用悬浮式供球，球员可以准确选择触球点进行击球训练；本发明还能够进行乒乓球的发射式供球，供球角度可以任意选择，保证乒乓球运行轨迹的再现，从而使球员能够有效的进行接球训练；本发明通过切割光束的方式，对运动员的挥拍速度进行监测。本发明采用多组光束收发装置，可以监测运动员在击球过程中的挥拍速度，并能够将该挥拍速度的大小实时显示在与控制模块连接的显示器上，实现训练者技术过程的实时有效监控。
图1是本发明的一种结构示意图；图2是图1中供球部分的俯视图；图3是本实施方式的电气部分原理示意图，图4是本发明另一种结构示意图。
具体实施例方式具体实施方式
一、结合图1至3说明本具体实施方式
，内部下球式乒乓球供球及挥拍速度监测装置，它包括限位用供气管路1、一号气泵1-4、悬浮用供气管路3、三号气泵 3-4、喷射用供气管路4、高压气泵4-4、限位板5、供球管路6、集球装置7、挡板8 ；限位用供气管路1、悬浮用供气管路3和喷射用供气管路4按由外向内的顺序依次同轴套在一起；位于限位用供气管路1侧面的入气口与一号气泵1-4的出气口连通；位于悬浮用供气管路3下部的入气口与三号气泵3-4的出气口连通；位于喷射用供气管路4下部的入气口与高压气泵4-4的出气口连通；限位板5固定在悬浮用供气管路3内；供球管路6的入球口与集球装置7的底部连通；限位用供气管路1和悬浮用供气管路3的侧壁上均开有入球口，供球管路6的出球口穿过限位用供气管路1侧壁上的入球口后与悬浮用供气管路3侧壁上的入球口连通，所述限位板5位于悬浮用供气管路3的入球口下侧，并且与该入球口下边缘之间的距离为三分之一至三分之二兵乓球直径；供球管路6与限位用供气管路1之间的夹角为锐角；挡板8位于供球管路6中，所述挡板8采用下开启的方式通过轴承与供球管路6的内侧壁连接；控制系统包括控制电路60、计时器50、一号气泵驱动电路1-3、三号气泵驱动电路 3-3、高压气泵驱动电路4-3、挡板驱动电路8-2和一号电机8-1 ；定时器50的时间信号输出端与控制电路60的时间信号输入端连接；控制电路60 的一号气泵驱动信号输出端与一号气泵驱动电路1-3的气泵驱动信号输入端连接；一号气泵驱动电路1-3的驱动信号输出端与一号气泵1-4的驱动信号输入端连接；控制电路60的三号气泵驱动信号输出端与三号气泵驱动电路3-3的气泵驱动信号输入端连接；三号气泵驱动电路3-3的驱动信号输出端三号气泵3-4的驱动信号输入端连接；控制电路60的高压气泵驱动信号输出端与高压气泵驱动电路4-3的气泵驱动信号输入端连接；高压气泵驱动电路4-3的驱动信号输出端与高压气泵4-4的驱动信号输入端连接；控制电路60的挡板驱动信号输出端与挡板驱动电路8-2的挡板驱动信号输入端连接；挡板驱动电路8-2的驱动信号输出端与一号电机8-1的驱动信号输入端连接；一号电机8-1用于驱动挡板8转动。本实施方式中使用时如图4所示，将本发明的供气主体设置在乒乓台13以下，出气口与乒乓球台台面位于同一平面上，不影响运动员的练习，保证运动员的人身安全。本发明的乒乓球悬浮式供球原理首先采用定时器50对控制电路60进行定时，在一个时间周期内，控制电路60控制挡板8开启，将一颗乒乓球落到限位板5上，然后将挡板 8关闭；与此时间周期内，控制电路60控制一号气泵1-4和三号气泵3-4开启，实现供气，进而实现一个周期的乒乓球悬浮式供球；然后，在设定时间间隔下进行下一个周期的乒乓球悬浮。本发明的乒乓球喷射式供球原理首先采用定时器50对控制电路60进行定时，在一个时间周期内，控制电路60控制挡板8开启，将一颗乒乓球落到限位板5上，然后将挡板 8关闭；与此时间周期内，控制电路60控制高压气泵4-4开启，实现喷射，进而实现一个周期的乒乓球喷射式供球；然后，在设定时间间隔下进行下一个周期的乒乓球喷射。本发明的挥拍速度监测原理本发明在挥拍时，球拍连续切割两条以上的光束，通过计算两个光束发生装置的距离以及切割两个光束的时间间隔，从而获得瞬时挥拍速度。本实施方式通过气体流通使乒乓球悬浮在击球者的击球位置实现供球，供球规律性高；并且，由于乒乓球悬浮在空中，供球初始速度为零，击球者可以有足够的时间选择击球点，训练效果得以大幅度提升。本实施方式在使用时，按照图3的方式安装在乒乓球台13下，并在乒乓台13的接球端固定回收网12，实现乒乓球的自动回收。本实施方式中，供球管路3采用可伸缩管路方式，实现调节供球口在乒乓球台的距离，进而实现近台或远台击球训练。
具体实施方式
二、本具体实施方式
与具体实施方式
一所述的内部下球式乒乓球供球及挥拍速度监测装置的区别在于，它还包括N组光束收发装置和控制系统，N为大于或等于2的正整数；每组光束收发装置均包括一个光束发生装置12-1和一个光束接收装置 12-2，所述光束发生装置12-1和光束接收装置12-2相对设置；所述每组光束收发装置设置在限位用供气管路1的侧面，且光束收发装置出射的光束方向为竖直向上；每组光束收发装置出射光束均与限位用供气管路1的中轴线位于同一水平面上；每个光束发生装置12-1的光束发生控制信号输入端均与控制电路60的一个光束发生控制信号输出端连接；每个光束接收装置12-2的信号输出端均与控制电路60的一个光束信号输入端连接。
具体实施方式
三、本具体实施方式
与具体实施方式
一或二所述的内部下球式乒乓球供球及挥拍速度监测装置的区别在于，集球装置7为漏斗形。本实施方式中，采用M根旋转用供气管路2实现供球过程中乒乓球的旋转，通过控制旋转用供气管路2相应的部分阀门开启和关闭，实现乒乓球如上旋、下旋等运动，更加真实模拟乒乓球的运行，训练效果更佳。
具体实施方式
四、本具体实施方式
与具体实施方式
三所述的内部下球式乒乓球供球及挥拍速度监测装置的区别在于，集球装置7为网兜和网兜架组成，所述网兜架的横向宽度大于乒乓球台的宽度，所述网兜架的高度为乒乓球台面的高度的二分之一倍至一点五倍，网兜固定在网兜架上，网兜的底部收紧至供球管路6的入口。
具体实施方式
五、本具体实施方式
与具体实施方式
一、二或四所述的内部下球式乒乓球供球及挥拍速度监测装置的区别在于，所述限位板5为圆盘形，该圆盘的中心带有圆孔，所述圆孔的内径是乒乓球直径的三分之一至二分之一。
具体实施方式
六、本具体实施方式
与具体实施方式
五所述的内部下球式乒乓球供球及挥拍速度监测装置的区别在于，它还包括M根旋转用供气管路2、M个电磁阀2-1和二号气泵2-4，所述M根旋转用供气管路2以喷射用供气管路4的中轴线为中心均布设置在悬浮用供气管路3内，每根旋转用供气管路2均与一个电磁阀2-1的进气口连接，所有电磁阀 2-1的出气口同时与二号气泵2-4的出气口连通；控制系统还包括二号气泵驱动电路2-3，控制电路60的二号气泵驱动信号输出端与二号气泵驱动电路2-3的气泵驱动信号输入端连接；二号气泵驱动电路2-3的驱动信号输出端与二号气泵2-4的驱动信号输入端连接；M个电磁阀2-1的控制信号输入端分别与控制电路60的M个电磁阀控制信号输出端连接；M为正整数。
具体实施方式
七、本具体实施方式
与具体实施方式
一、二、四或六所述的内部下球式乒乓球供球及挥拍速度监测装置的区别在于，所述限位板5为圆盘形，该圆盘的中心带有圆形限位通孔，所述限位通孔的内径是乒乓球直径的三分之一至二分之一，在该圆孔的周围还设置有M个气孔，所述气孔为圆形或者扇形，所述气孔的面积大于旋转用供气管路 2，并且每个气孔的中心与一个旋转用供气管路2的中轴线重叠。
具体实施方式
八、本具体实施方式
与具体实施方式
七所述的内部下球式乒乓球供球及挥拍速度监测装置的区别在于，它还包括底座11、万向节9、二维驱动机构和支架10， 所述支架10的活动端固定在限位用供气管路1的底部；支架10的固定端通过万向节9与底座连接，所述二维驱动机构用于驱动支架10的活动端产生二维运动；控制系统还包括二维驱动电路9-2，控制电路60的摆动控制信号输出端与二维驱动电路9-2的控制信号输入端连接，所述二维驱动电路9-2的驱动信号输出端连接二维驱动机构的驱动信号输入端连接。 本实施方式用于乒乓球喷射的过程，本实施方式中，通过万向节调整方向，实现不同角度的乒乓球喷射。
具体实施方式
九、本具体实施方式
与具体实施方式
一、二、四、六或八所述的内部下球式乒乓球供球及挥拍速度监测装置的区别在于，M为2或3。
具体实施方式
十、本具体实施方式
与具体实施方式
九所述的内部下球式乒乓球供球及挥拍速度监测装置的区别在于，控制电路60采用单片机实现。
权利要求
1.内部下球式乒乓球供球及挥拍速度监测装置，其特征是它包括限位用供气管路 (1)、一号气泵(1-4)、悬浮用供气管路C3)、三号气泵(3-4)、喷射用供气管路(4)、高压气泵 (4-4)、限位板(5)、供球管路(6)、集球装置(7)和挡板(8)；限位用供气管路(1)、悬浮用供气管路C3)和喷射用供气管路(4)按由外向内的顺序依次同轴套在一起；位于限位用供气管路(1)侧面的入气口与一号气泵(1-4)的出气口连通； 位于悬浮用供气管路C3)下部的入气口与三号气泵(3-4)的出气口连通；位于喷射用供气管路(4)下部的入气口与高压气泵G-4)的出气口连通；限位板(5)固定在悬浮用供气管路(3)内；供球管路(6)的入球口与集球装置(7)的底部连通；限位用供气管路⑴和悬浮用供气管路(3)的侧壁上均开有入球口，供球管路(6)的出球口穿过限位用供气管路(1)侧壁上的入球口后与悬浮用供气管路C3)侧壁上的入球口连通，所述限位板( 位于悬浮用供气管路(3)的入球口下侧，并且与该入球口下边缘之间的距离为三分之一至三分之二兵乓球直径；供球管路(6)与限位用供气管路(1)之间的夹角为锐角；挡板(8)位于供球管路 (6)中，所述挡板(8)采用下开启的方式通过轴承与供球管路(6)的内侧壁连接；控制系统包括控制电路(60)、计时器(50)、一号气泵驱动电路(1-3)、三号气泵驱动电路(3-3)、高压气泵驱动电路G-3)、挡板驱动电路(8-2)和一号电机(8-1)；定时器(50)的时间信号输出端与控制电路(60)的时间信号输入端连接；控制电路 (60)的一号气泵驱动信号输出端与一号气泵驱动电路(1- 的气泵驱动信号输入端连接； 一号气泵驱动电路(1-3)的驱动信号输出端与一号气泵(1-4)的驱动信号输入端连接；控制电路(60)的三号气泵驱动信号输出端与三号气泵驱动电路(3-3)的气泵驱动信号输入端连接；三号气泵驱动电路(3-3)的驱动信号输出端三号气泵(3-4)的驱动信号输入端连接；控制电路(60)的高压气泵驱动信号输出端与高压气泵驱动电路G-3)的气泵驱动信号输入端连接；高压气泵驱动电路G-3)的驱动信号输出端与高压气泵G-4)的驱动信号输入端连接；控制电路(60)的挡板驱动信号输出端与挡板驱动电路(8-2)的挡板驱动信号输入端连接；挡板驱动电路(8-2)的驱动信号输出端与一号电机(8-1)的驱动信号输入端连接； 一号电机(8-1)用于驱动挡板(8)转动。
2.根据权利要求1所述的内部下球式乒乓球供球及挥拍速度监测装置，其特征在于它还包括N组光束收发装置和控制系统，N为大于或等于2的正整数；每组光束收发装置均包括一个光束发生装置(12-1)和一个光束接收装置(12-2)，所述光束发生装置(12-1)和光束接收装置(12- 相对设置；所述每组光束收发装置设置在限位用供气管路(1)的侧面， 且光束收发装置出射的光束方向为竖直向上；每组光束收发装置出射光束均与限位用供气管路(1)的中轴线位于同一水平面上；每个光束发生装置(12-1)的光束发生控制信号输入端均与控制电路(60)的一个光束发生控制信号输出端连接；每个光束接收装置(12- 的信号输出端均与控制电路(60)的一个光束信号输入端连接。
3.根据权利要求1或2所述的内部下球式乒乓球供球及挥拍速度监测装置，其特征在于，所述集球装置(7)为漏斗形。
4.根据权利要求3所述的内部下球式乒乓球供球及挥拍速度监测装置，其特征在于， 所述集球装置(7)为网兜和网兜架组成，所述网兜架的横向宽度大于乒乓球台的宽度，所述网兜架的高度为乒乓球台面的高度的二分之一倍至一点五倍，网兜固定在网兜架上，网兜的底部收紧至供球管路(6)的入口。
5.根据权利要求1、2或4所述的内部下球式乒乓球供球及挥拍速度监测装置，其特征在于，所述限位板(5)为圆盘形，该圆盘的中心带有圆孔，所述圆孔的内径是乒乓球直径的三分之一至二分之一。
6.根据权利要求5所述的内部下球式乒乓球供球及挥拍速度监测装置，其特征在于它还包括M根旋转用供气管路O)、M个电磁阀(2-1)和二号气泵0-4)，所述M根旋转用供气管路O)以喷射用供气管路的中轴线为中心均布设置在悬浮用供气管路(3)内，每根旋转用供气管路(2)均与一个电磁阀的进气口连接，所有电磁阀的出气口同时与二号气泵0-4)的出气口连通；控制系统还包括二号气泵驱动电路0-3)，控制电路(60)的二号气泵驱动信号输出端与二号气泵驱动电路0-3)的气泵驱动信号输入端连接；二号气泵驱动电路0-3)的驱动信号输出端与二号气泵0-4)的驱动信号输入端连接；M个电磁阀的控制信号输入端分别与控制电路(60)的M个电磁阀控制信号输出端连接；M为正整数。
7.根据权利要求1、2、4或6所述的内部下球式乒乓球供球及挥拍速度监测装置，其特征在于，所述限位板(5)为圆盘形，该圆盘的中心带有圆形限位通孔，所述限位通孔的内径是乒乓球直径的三分之一至二分之一，在该圆孔的周围还设置有M个气孔，所述气孔为圆形或者扇形，所述气孔的面积大于旋转用供气管路0)，并且每个气孔的中心与一个旋转用供气管路的中轴线重叠。
8.根据权利要求7所述的内部下球式乒乓球供球及挥拍速度监测装置，其特征在于它还包括底座(11)、万向节(9)、二维驱动机构和支架(10)，所述支架(10)的活动端固定在限位用供气管路(1)的底部；支架(10)的固定端通过万向节(9)与底座连接，所述二维驱动机构用于驱动支架(10)的活动端产生二维运动；控制系统还包括二维驱动电路(9-2)，控制电路(60)的摆动控制信号输出端与二维驱动电路(9-2)的控制信号输入端连接，所述二维驱动电路(9-2)的驱动信号输出端连接二维驱动机构的驱动信号输入端连接。
9.根据权利要求1、2、4、6或8所述的内部下球式乒乓球供球及挥拍速度监测装置，其特征在于M为2或3。
10.根据权利要求9所述的内部下球式乒乓球供球及挥拍速度监测装置，其特征在于控制电路(60)采用单片机实现。
全文摘要
内部下球式乒乓球供球及挥拍速度监测装置，涉及一种乒乓球供球及挥拍速度监测装置。它是为了解决现有的采用人为方式的乒乓球供球方式的供球规律性低，击球者难以准确选择击球点，以及无法准确监测球员触球时的挥拍速度的问题。本发明采用悬浮式供球，球员可以准确选择触球点进行射门训练；本发明还能够进行乒乓球的发射式供球，供球角度可以任意选择，保证乒乓球运行轨迹的再现，从而使球员能够有效的进行接球训练；本发明通过切割光束的方式，对运动员的挥拍速度进行监测。本发明适用于乒乓球训练过程中。
文档编号A63B67/04GK102489016SQ20111044810
公开日2012年6月13日 申请日期2011年12月28日 优先权日2011年12月28日
发明者夏国滨, 张军, 李树鹏, 穆春勇, 罗中宽 申请人:哈尔滨师范大学