乒乓球自动发球机

乒乓球自动发球机⁽⁷⁾

一、问题提出

乒乓球是我国的国球，乒乓球运动一直深受人们的喜爱。课余参加了乒乓球训练营，我被乒乓球自动发球机深深吸引住了。很想拥有一台，可是专业的发球机十分昂贵。随着自己专业知识的不断深入，就想利用自己的专业知识发明一台简单、实用、实惠的乒乓球发球机，为生活增添点乐趣。

二、问题剖析

一次在机械设计基础课上，老师讲授的知识点启发了我。那是一节介绍连杆的课程，老师在讲解四杆机构的类型、组成和应用，当讲到摆杆机构的时候，一个灵感闪现脑海，摆杆机构中摆杆的摆动，不就是和我之前参加乒乓球夏令营时见到的乒乓球发球机一样可以实现发球的不同落点吗？这个想法让我兴奋异常，我更加用心地学习了这个章节的内容，并把想要制作乒乓球发球机的想法和老师进行了交流，老师对我赞赏有加。

和同学一番讨论后确立了设计思路，在老师的指导下，最后决定做一个纯机械式的乒乓球自动发球机。我决定利用四杆机构实现击出的乒乓球有不同落点，通过弹性势能和动能的转换对乒乓球实现击打，通过乒乓球自身的间隔作用实现球的顺序下落……我们设想的乒乓球发球机，就这样一点一点清晰地勾勒了出来。

三、问题解决

乒乓球自动发球机集成了角度变换装置、击球装置、搅球装置等部分，零件全部由实训环节加工完成，辅助设备采用废旧材料制作。

（一）产品结构介绍

模型整体结构由铝合金搭建而成，外侧配有开关，内部由铰链四杆机构构成了旋转部分，由瓶盖构成了落球部分，由钢板尺构成了击打部分，由PVC管构成了乒乓球通道，由废旧水桶构成了储球器（见图1）。

（二）产品原理介绍

乒乓球放入储球器中，随着搅球机构的运行，乒乓球依次通过乒乓球通道到达落球机构，与此同时击打机构整周转动，当转至击发点时利用尺子弹性形变时产生的弹性势能转化为乒乓球的动能，将乒乓球击打出去（见图2、图3）。

图1　整体结构

图2　击打瞬间

击打机构所处平台属于铰链四杆机构中的摆杆，当四杆机构不动作时，可以实现定点发球；相反，当四杆机构动作时，可以实现不同落点的随机击打，摆动理论角度29°，恰好能够完成对运动员的左右调动击球，一次装球可以实现约150只乒乓球的击打（见图4）。

图3　搅球

图4　定点击球

四、推广应用

乒乓球自动发球机整体质量轻、结构紧凑、方便携带；能满足中低端训练使用，也可以应用在职业学校实训的模块中。

该作品荣获2010年浙江省第三届中职学生创新创业大赛三等奖。

五、专家点评

乒乓球发球机的制作充分体现了该同学的创新精神，能够将日常生活与专业知识结合起来，能够利用简单的机械原理实现大用途，这是一个可贵的案例，可以推荐给职业学校一体化教学作示范。