一种乒乓球发球机出球速度测量装置的制作方法

本实用新型涉及测量装置技术领域，尤其是一种乒乓球发球机出球速度测量装置。

背景技术：

我国是乒乓球运动最为普及的大国之一，乒乓球运动的发展极大地推动了乒乓球体育器材的开发，其中，乒乓球发球机是项目爱好者及运动员最为熟知的设备。乒乓球发球机可调节的参数有多种，如出球频率、出球速度、旋转等，其中，出球速度是检验乒乓球发球机性能的重要参数之一，它可以用来衡量发球机整个运转系统的效率，对乒乓球练习者来说，该参数也非常重要。目前各生产厂家通常会标示出该参数定性等级，并力求通过优化设备的结构设计，努力提高该参数。

为了验证乒乓球发球机所提供的不同出球速度等级所对应的实际速度以及速度的重复性，就需要相应的测量装置。现有技术通过高速摄像机获取出球图像，再进一步通过图像处理等技术来计算出球速度参数，但这种方式的成本太贵，复杂度也较高，不够实用。

技术实现要素：

有鉴于此，本实用新型实施例提供一种成本低且实用性高的乒乓球发球机出球速度测量装置。

本实用新型实施例提供了一种乒乓球发球机出球速度测量装置，包括测量装置本体、第一红外发射模块、第一红外接收模块、第二红外发射模块、第二红外接收模块、第一路电平比较电路、第二路电平比较电路、控制器和显示模块，所述第一红外接收模块的输出端连接第一路电平比较电路的输入端，所述第二红外接收模块的输出端连接第二路电平比较电路的输入端，所述第一路电平比较电路的输出端和第二路电平比较电路的输出端均连接至控制器的输入端，所述控制器的输出端连接显示模块的输入端。

进一步，

所述第一红外发射模块包括第二二极管和第九电阻，所述第二二极管的阳极连接电源端，所述第二二极管的阴极连接第九电阻的一端，所述第九电阻的另一端接地；

所述第二红外发射模块包括第三二极管和第十电阻，所述第三二极管的阳极连接电源端，所述第三二极管的阴极连接第十电阻的一端，所述第十电阻的另一端接地；

所述第二二极管和第三二极管均为红外二极管。

进一步，还包括电源模块，所述电源模块的输出端连接第一红外发射模块的电源输入端、第一红外接收模块的电源输入端、第二红外发射模块的电源输入端、第二红外接收模块的电源输入端、第一路电平比较电路的电源输入端、第二路电平比较电路的电源输入端、控制器的电源输入端和显示模块的电源输入端。

进一步，所述电源模块包括锂电池组、稳压模块和电量报警模块，所述电池组模块的输出端分别连接稳压模块的输入端和电量报警模块的输入端。

进一步，所述电量报警模块包括第三电阻、第五电阻、az809模块、led模块和第二电阻，所述第三电阻的一端连接锂电池组的输出端，所述第三电阻的另一端分别连接第五电阻的一端和az809模块的3脚，所述az809模块的2脚连接led模块的1脚，所述led模块的2脚连接第二电阻的一端，所述第二电阻的另一端连接电源端，所述第五电阻的另一端和az809模块的1脚均接地。

进一步，所述第一红外发射模块、第一红外接收模块、第二红外发射模块和第二红外接收模块均设于测量装置本体的出球口外。

进一步，所述第一红外发射模块和第一红外接收模块分别设于出球口外第一位置的两侧，所述第一红外接收模块和第一红外发射模块处于同一轴线上，所述第二红外发射模块和第二红外接收模块分别设于出球口外第二位置的两侧，所述第二红外发射模块和第二红外接收模块处于同一轴线上，所述第一位置和第二位置之间的间隔为设定距离。

上述本实用新型实施例中的一个技术方案具有如下优点：本实用新型包括测量装置本体、第一红外发射模块、第一红外接收模块、第二红外发射模块、第二红外接收模块、第一路电平比较电路、第二路电平比较电路、控制器和显示模块，通过第一红外接收模块接收第一红外发射模块的红外信号，通过第二红外接收模块接收第二红外发射模块的红外信号，然后通过第一路电平比较电路和第二路电平比较电路分别对红外信号进行电平比较，配合控制器和显示模块将乒乓球发球机的出球速度显示出来，本实用新型能够实时获得出球速度，成本低且复杂度低，实用性高。

附图说明

图1为本实用新型的一种乒乓球发球机出球速度测量装置的整体结构框图；

图2为本实用新型实施例的红外发射模块的电路原理图；

图3为本实用新型实施例的红外接收模块的电路原理图；

图4为本实用新型实施例的控制器的电路原理图；

图5为本实用新型实施例的电源模块的电路原理图；

图6为本实用新型实施例的测量装置本体的结构示意图。

具体实施方式

参照图1，本实用新型实施例提供了一种乒乓球发球机出球速度测量装置，包括测量装置本体、第一红外发射模块、第一红外接收模块、第二红外发射模块、第二红外接收模块、第一路电平比较电路、第二路电平比较电路、控制器和显示模块，所述第一红外接收模块的输出端连接第一路电平比较电路的输入端，所述第二红外接收模块的输出端连接第二路电平比较电路的输入端，所述第一路电平比较电路的输出端和第二路电平比较电路的输出端均连接至控制器的输入端，所述控制器的输出端连接显示模块的输入端。

其中，测量装置本体，用于发射乒乓球。

第一红外发射模块和第二红外发射模块，用于实时发射红外照射光，以便红外接收模块接收红外发射光。本实用新型的红外发射模块可采用如图2所示的电路来实现。

第一红外接收模块和第二红外接收模块，用于实时接收红外发射模块发射的红外照射光。本实用新型的红外接收模块可采用如图3所示的电路来实现。本实用新型通过红外接收模块和红外发射模块实现对乒乓球的实时感应，并输出相应的模拟信号。

第一路电平比较电路和第二路电平比较电路，用于接收红外接收模块发送的模拟信号，然后向控制器反馈ttl电平脉冲信号。具体地，本实用新型通过电平比较电路将红外接收模块的信号与阈值电平相比较，得到ttl电平脉冲信号。本实用新型的电平比较电路可采用现有的电平比较电路来实现，在此不再赘述。两路ttl电平脉冲信号分别进入mcu的两个外部中断接口，通过定时，可以测量得到乒乓球经过第一路红外发射与接收模块与经过第二路红外发射与接收模块的时间差，假设为变量△t，若两路红外发射与接收模块之间的距离为l，则乒乓球发球机的出球机的发球速度为计算公式为：v＝l/△t。上述发球速度的计算公式为现有技术，且通过现有mcu对上述简单计算公式进行逻辑运算的功能，也是现有技术，本实用新型并没有涉及数据处理流程以及计算机程序上的改进，相关的计算过程均可采用现有mcu的硬件功能来实现。

控制器，用于根据电平比较电路发出的ttl电平脉冲信号，触发相应的控制信号至显示模块和通讯模块等。本实用新型的控制器可采用现有的mcu来实现，例如图4所示的stc8f2k16s2芯片。

显示模块，用于根据控制器的控制信号进行内容展示，例如展示出球速度数值。

参照图2，进一步作为优选的实施方式，所述第一红外发射模块包括第二二极管d2和第九电阻r9，所述第二二极管d2的阳极连接电源端，所述第二二极管d2的阴极连接第九电阻r9的一端，所述第九电阻r9的另一端接地；

所述第二红外发射模块包括第三二极管d3和第十电阻r10，所述第三二极管d3的阳极连接电源端，所述第三二极管d3的阴极连接第十电阻r10的一端，所述第十电阻r10的另一端接地；

所述第二二极管和第三二极管均为红外二极管。

参照图1，进一步作为优选的实施方式，还包括电源模块，所述电源模块的输出端连接第一红外发射模块的电源输入端、第一红外接收模块的电源输入端、第二红外发射模块的电源输入端、第二红外接收模块的电源输入端、第一路电平比较电路的电源输入端、第二路电平比较电路的电源输入端、控制器的电源输入端和显示模块的电源输入端。

其中，电源模块，用于为两路红外发射模块、红外接收模块、两路电平比较电路、控制器和显示模块等提供工作电源，本实施例的电源模块可采用如图5所示的电路来实现。

进一步作为优选的实施方式，所述电源模块包括锂电池组、稳压模块和电量报警模块，所述电池组模块的输出端分别连接稳压模块的输入端和电量报警模块的输入端。

具体地，如图5所示，本实施例的测量装置本体通过adp3339稳压为3.3伏电压，同时，采用az809实现锂电池低电压报警；当电压低于某一阈值时，az809的2脚输出低电平，led点亮，此时表明锂电池电量低，需及时充电。

进一步作为优选的实施方式，所述电量报警模块包括第三电阻r3、第五电阻r5、az809模块、led模块和第二电阻r2，所述第三电阻r3的一端连接锂电池组的输出端，所述第三电阻r3的另一端分别连接第五电阻r5的一端和az809模块的3脚，所述az809模块的2脚连接led模块的1脚，所述led模块的2脚连接第二电阻r2的一端，所述第二电阻r2的另一端连接电源端，所述第五电阻r5的另一端和az809模块的1脚均接地。

具体地，本实施例的测量装置由锂电池供电，通过adp3339稳压为3.3伏电压，同时，采用az809实现锂电池低电压报警；当电压低于某一阈值时，az809的2脚输出低电平，led点亮，此时表明锂电池电量低，需及时充电。

如图6所示，进一步作为优选的实施方式，所述第一红外发射模块、第一红外接收模块、第二红外发射模块和第二红外接收模块均设于测量装置本体的出球口外。

如图6所示，进一步作为优选的实施方式，所述第一红外发射模块和第一红外接收模块分别设于出球口外第一位置的两侧，所述第一红外接收模块和第一红外发射模块处于同一轴线上，所述第二红外发射模块和第二红外接收模块分别设于出球口外第二位置的两侧，所述第二红外发射模块和第二红外接收模块处于同一轴线上，所述第一位置和第二位置之间的间隔为设定距离。

具体地，本实施例的红外发射模块和红外接收模块设于测量装置本体的同一轴线上，提高红外光信号的接收准确率。

参照图1，进一步作为优选的实施方式，还包括通讯模块，所述通讯模块连接控制器；

还包括移动终端，所述移动终端连接通讯模块；

通讯模块，用于实现控制器与远程移动终端之间的数据通讯。通讯模块可采用蓝牙模块来实现，如图4所示，本实施例由型号为stc8f2k16s2的mcu控制器通过串口将数字信号发送到蓝牙模块，蓝牙模块则将信号传输至手机，测量结果也可显示在lcd上。

移动终端上接收到mcu发来的信号，可显示出球速度。

进一步作为优选地实施方式，所述通讯模块为蓝牙模块。

本实用新型的控制器控制蓝牙模块将信号传输到移动终端，实现远程监控发球机的出球速度。

下面详细描述本实用新型一种乒乓球发球机出球速度测量装置的具体工作过程：

测量装置本体在工作过程中，当乒乓球飞出出球口的时候，设置在出球口的第一路红外接收模块接收到乒乓球的出球信号，然后将出球信号发送至第一路电平比较电路，第一路电平比较电路向控制器反馈ttl电平脉冲信号。当乒乓球经过第二路红外发射与红外接收模块时，第二路红外接收模块同样将信号传输到第二路电平比较电路，第二路电平比较电路向控制器反馈ttl电平脉冲信号。控制器计算两路脉冲信号的时间差，并于提前测量好的两路发射接收模块的距离，可计算得到出球速度，显示模块进行数据展示。同时，控制器还将相应信号通过通讯模块发送至移动终端，可实时显示当前的出球速度。

综上所述，本实用新型一种乒乓球发球机的出球速度测量装置具有以下优点：

1、本实用新型的实施例通过两路红外发射与接收模块来获取发球机本体的发球速度信号，属于非接触式测量，可实时检测出球速度，在获取到发球速度信号的同时不会影响发球机本体的正常工作，测量准确率高。

2、本实用新型可以两路红外发射接收模块与其他简单电路即可测量出球速度，能够较大地降低测量装置的复杂度，提高测量装置的便携性。

以上是对本实用新型的较佳实施进行了具体说明，但本实用新型并不限于所述实施方式，熟悉本领域的技术人员在不违背本实用新型精神的前提下还可做作出种种的等同变形或替换，这些等同的变形或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。