多模式羽毛球訓練機

序號：編碼：第九屆“挑戰(zhàn)杯”廣東大學生課外學術科技作品競賽作品申報書作品名稱：多模式羽毛球訓練機學校全稱：華南農業(yè)大學申報者姓名（集體名稱）：黃沛盛陳建科劉明嘉盧啟生黃付文類別：□自然科學類學術論文 □哲學社會科學類社會調查報告和學術論文□科技發(fā)明制作A類科技發(fā)明制作B類報送方式：□省級報送作品□高校直送作品

說明1.申報者應在認真閱讀此說明各項內容后按要求詳細填寫。2．申報者在填寫申報作品情況時只需根據個人項目或集體項目填寫A1或A2表，根據作品類別（自然科學類學術論文、哲學社會科學類社會調查報告和學術論文、科技發(fā)明制作）分別填寫B(tài)1、B2或B3表。所有申報者可根據情況填寫C表。3.表內項目填寫時一律用鋼筆或打印，字跡要端正、清楚，此申報書可復制。4.序號、編碼由第九屆“挑戰(zhàn)杯”廣東大學生課外學術科技作品競賽組委會填寫。5．學術論文、社會調查報告及所附的有關材料必須是中文（若是外文，請附中文本），請以4號楷體打印在A4紙上，附于申報書后，字數在8000字左右（文章版面尺寸14.5×22cm）。6．作品申報書須按要求由各校競賽組織協(xié)調機構統(tǒng)一寄送。7.其他參賽事宜請向本校競賽組織協(xié)調機構咨詢。

A2申報者情況（集體項目）說明：1．必須由申報者本人按要求填寫；2．申報者代表必須是作者中學歷最高者，其余作者按學歷高低排列；3．本表中的學籍管理部門簽章視為申報者情況的確認。申報者代表情況姓名黃沛盛性別男出生年月198610學校華南農業(yè)大學系別、專業(yè)、年級工程學院05機械設計制造及其自動化學歷本科學制4年入學時間2005年作品名稱多模式羽毛球訓練機畢業(yè)論文題目通訊地址華南農業(yè)大學躍進南區(qū)31棟601室郵政編碼510642辦公電住地通訊地址華南農業(yè)大學躍進南區(qū)31棟601室郵政編碼510642住宅電話02038794816其他作者情況姓名性別年齡學歷所在單位陳建科男20本科華南農業(yè)大學工程學院，廣州,510642劉明嘉男20本科華南農業(yè)大學工程學院，廣州,510642盧啟生男20本科華南農業(yè)大學工程學院，廣州,510642黃付文男20本科華南農業(yè)大學工程學院，廣州,510642資格認定學校學籍管理部門意見以上作者是否為2006年7月1日前正式注冊在校的全日制非成人教育、非在職的高等學校中國籍專科生、本科生、碩士研究生或博士研究生?！跏恰醴瘢ú块T簽章）年月日院系負責人或導師意見本作品是否為課外學術科技或社會實踐活動成果□是□否負責人簽名：年月日B3．申報作品情況（科技發(fā)明制作）說明：1．必須由申報者本人填寫；2．3．本表必須附有研究報告，并提供圖表、曲線、試驗數據、原理結構圖、外觀圖（照片）,也可附鑒定證書和應用證書；4．作品分類請按照作品發(fā)明點或創(chuàng)新點所在類別填報。作品全稱多模式羽毛球訓練機作品分類（A）A．機械與控制（包括機械、儀器儀表、自動化控制、工程、交通、建筑等）B．信息技術（包括計算機、電信、通訊、電子等）C．數理（包括數學、物理、地球與空間科學等）D．生命科學（包括生物、農學、藥學、醫(yī)學、健康、衛(wèi)生、食品等）E．能源化工（包括能源、材料、石油、化學、化工、生態(tài)、環(huán)保等）作品設計、發(fā)明的目的和基本思路，創(chuàng)新點，技術關鍵和主要技術指標為了適應現代體育運動的高科技性的發(fā)展、當代人們生活的自動化性的要求，為了達到高質量、高效率地訓練，掌握與提高羽毛球技術的目的。多模式羽毛球訓練機方便、準確高質地達到訓練項目的要求，省發(fā)球的勞力。關鍵技術:自動連續(xù)輸送系統(tǒng)、分離系統(tǒng)、擊發(fā)球裝置、球向定位定力裝置、遙控裝置、平臺自動轉向系統(tǒng)、自動撿球機配件、撿球機中自動排序裝置、自動計算接球率系統(tǒng)、智能選向出球系統(tǒng)的應用。主要技術指標：發(fā)球最高頻率：50次/分，出球方向：水平±45°、垂直方向：±30°，有效點高度：1700mm～3200mm，有效發(fā)球率：85％或以上，尺寸：1000mm×1000mm×2500mm，重量：58千克，平均速度：最高達200公里/小時。作品的科學性先進性（必須說明與現有技術相比、該作品是否具有突出的實質性技術特點和顯著進步。請?zhí)峁┘夹g性分析說明和參考文獻資料）該產品具有發(fā)射定點球、高拋球、變速球、變球路、隨機組合發(fā)球等多種接球練習模式，能高數量地儲球，自動連續(xù)輸送、分離、發(fā)射，配有自動撿球機、自動計算接球率系統(tǒng)、智能選向出球系統(tǒng)，便攜式、配有遙控器，適合專業(yè)運動員訓練、老百姓休閑娛樂等。克服了上海導井工貿全自動羽毛球訓練機[1]缺乏自動撿球、自動計算接球率系統(tǒng)與智能選向出球系統(tǒng)，成為本樣機的創(chuàng)新。我們樣機的創(chuàng)新之處還體現在：球訓練機能大量儲球，以運輸球桶的方式輸送球，達到方便的儲球的目的；圖像分析系統(tǒng)與紅外線檢測裝置，計算出接球成功率；以球拍拍打形式擊發(fā)出各種模式的羽毛球，通過改變羽毛球拍在垂直方向的角度與落球處與羽毛球拍的相對位置來達到羽毛球的變向與變力。通過對使用者的位置變化分析，智能選向出球，以達訓練目的。作品在何時、何地、何種機構舉行的評審、鑒定、評比、展示等活動中獲獎及鑒定結果無作品所處階段（A）A實驗室階段B中試階段C生產階段D（自填）技術轉讓方式作品可展示的形式實物、產品□模型□圖紙□磁盤現場演示圖片錄像樣品使用說明及該作品的技術特點和優(yōu)勢，提供該作品的適應范圍及推廣前景的技術性說明及市場分析和經濟效益預測我們的多模式羽毛球訓練機能滿足羽毛球訓練目的，讓使用者掌握與提高羽毛球技術。其便攜性與強大的自動化功能，適合運動員訓練、百姓娛樂休閑等，滿足各羽毛球訓練機構、體育場館、學校、個人等娛樂運動的需要。推出市場后，收益龐大。2008年北京奧運會的來臨之際，該產品有利于實施科技奧運的戰(zhàn)略思想，促進體育科技產業(yè)的發(fā)展。綜觀我國羽毛球訓練機市場，同類產品的使用與推出是甚少的。面對幾家訓練機的競爭，多模式羽毛球訓練機有著多模式選擇訓練、自動計算接球率、自動導向發(fā)球等獨特功能；在耗資上，其成本低、附加值高，銷售對象龐大；在結構上，便攜性體現了小而精用的現代科技理念。專利申報情況□提出專利申報申報號申報日期年月日□已獲專利權批準批準號批準日期年月日未提出專利申請科研管理部門簽章年月日

C.當前國內外同類課題研究水平概述說明：1.申報者可根據作品類別和情況填寫；2.填寫此欄有助于評審。上海導井工貿出品的全自動羽毛球訓練機.研制單位是機械科技研究院，監(jiān)制單位是國家體育總局、乒乓球羽毛球運動中心。主要參數：連續(xù)發(fā)球個數：160個，發(fā)球最高頻率：60次/分，出球方向：水平±30°、垂直方向：±20°，有效點高度：2100mm～3100mm，有效發(fā)球率：90％以上，尺寸：1200mm×1200mm×3600mm，重量：260千克，羽毛球平均速度：最高達280公里/小時。主要功能特點：不間斷連續(xù)發(fā)球；變速度、變頻率、變球路隨機發(fā)球；重板扣殺、底線高球、平打球等多種發(fā)球方式；全自動發(fā)球、遙控操作使用方便。附圖：D.推薦者情況及對作品的說明說明：1．由推薦者本人填寫；2．推薦者必須具有高級專業(yè)技術職稱，并是與申報作品相同或相關領域的專家學者或專業(yè)技術人員（教研組集體推薦亦可）；3．推薦者填寫此部分，即視為同意推薦；4．推薦者所在單位簽章僅被視為對推薦者身份的確認。推薦者情況姓名李長友性別男年齡47職稱教授工作單位華南農業(yè)大學工程學院通訊地址廣州天河五山郵政編碼510642單位電話85286874手提電薦者所在單位簽章簽章日期2007年3月12日請對申報者申報情況的真實性作出闡述作品屬于學生小組的創(chuàng)新構思,并且已做出了樣機,實現了所述的功能。請對作品的意義、技術水平、適用范圍及推廣前景作出您的評價黃沛盛等5位同學申報的多模式羽毛球訓練機選題具有一定的科學意思，機構設計有明顯的創(chuàng)新，課題組成員業(yè)務素質較高，團結協(xié)作精神強，已有相當的工作基礎，完成了樣機設計的全部內容。其它說明推薦者情況姓名陳燕性別女年齡43職稱副教授工作單位華南農業(yè)大學工程學院通訊地址廣州天河五山郵編510642單位電話85281568住宅電話85282239推薦者所在單位簽章簽章日期2007年3月12日請對申報者申報情況的真實性作出闡述作品屬于學生小組的創(chuàng)新構思,并且已做出了樣機,實現了所述的功能。請對作品的意義、技術水平、適用范圍及推廣前景作出您的評價多模式羽毛球訓練機創(chuàng)新性強，能自動撿球、自動計算接球率系統(tǒng)與智能選向出球系統(tǒng)；球訓練機能大量儲球，以運輸球桶的方式輸送球，達到方便的儲球的目的；圖像分析系統(tǒng)與紅外線檢測裝置，計算出接球成功率；以球拍拍打形式擊發(fā)出各種模式的羽毛球，通過改變羽毛球拍在垂直方向的角度與落球處與羽毛球拍的相對位置來達到羽毛球的變向與變力。樣機采用機電、控制一體化，結構簡單，功能多，技術水平高，在體育和健身具有推廣性，意義明顯。其它說明學校組織協(xié)調機構確認并蓋章（團委代章）年月日校主管領導或校主管部門確認蓋章年月日

E．大賽組織委員會秘書處資格和形式審查意見組委會秘書處資格審查意見審查人（簽名）年月日組委會秘書處形式審查意見審查人（簽名）年月日組委會秘書處審查結果□合格□不合格負責人（簽名）年月日

F．參賽作品打印處多模式羽毛球，在設計之出，我們發(fā)覺在球類訓練機中缺乏了羽毛球的訓練機，于是在腦海中萌生了羽毛球訓練機的構思。由于羽毛球具有錐型、帶有羽毛、錐底重等特性，我們在所構思的推射、氣動發(fā)射、球拍擊打等出球方式中，選定了以球拍擊打出球的方式。再由此為頭，我們構思出了完整的多模式羽毛球訓練機的設計方案。2007年2月與3月，我們五人一起，經過不斷的努力、不斷的嘗試與制造，我們制造出了多模式羽毛球訓練機的樣機。再制造過程中，我們遇到了很多問題，體會到了構思與實際的真正差別，學到了很多。多模式羽毛球訓練機的實驗階段概述，請看后附的《多模式羽毛球訓練機——實驗室階段概述》

G1．大賽評審委員會預審意見粘貼處

G2．大賽評審委員會終審意見粘貼處

多模式羽毛球訓練機——實驗室階段概述組員：黃沛盛、陳建科、劉明嘉、盧啟生、黃付文指導老師：鄒湘軍、周少輝、陳震單位：華南農業(yè)大學工程學院，廣州，510642摘要：在現代中,各國提倡全民健身、全民體育，作為奧運會比賽項目之一的羽毛球是廣泛的球類運動，簡單易學會、場地選取較為容易的特點，在城市中尤其適合，使羽毛球深得人們的喜愛，成為一項人們休閑鍛煉的體育運動。在中國，羽毛球是國球之一，深受大家的喜愛?，F代科技的進步，自動化逐步踏入我們的生活中，多模式羽毛球訓練機是個取代人手發(fā)球，達到運動員訓練、大眾老百姓休閑運動的作用。本文將介紹多模式羽毛球訓練機的特點作用與其技術含量，包括對現在實驗室階段的情況闡述與對未來的發(fā)展進行概述。關鍵詞：羽毛球、訓練機、發(fā)球機、多模式多模式羽毛球訓練機是一臺自動發(fā)出羽毛球的機器，它可以發(fā)出各種特性的球，包括定點球、高拋球、變速球、變球路、隨機組合發(fā)球等等，該產品的高質量、高效率的發(fā)球有利于掌握與提高羽毛球技術，適合運動員訓練、家居娛樂等。為了達到發(fā)出各種特性的球，多模式羽毛球訓練機有著它獨特的技術與模樣。它包括羽毛球發(fā)射裝置、羽毛球儲球裝置、羽毛球輸送裝置、羽毛球分離裝置、自動控制裝置等等。羽毛球訓練機能高數量的儲球、球桶的自動連續(xù)輸送、球與球桶的自動分離、羽毛球的發(fā)射、配有遙控器的自動化控制。（一）多模式羽毛球訓練機實驗室階段概述現在，我們的進展處于實驗室階段，多模式羽毛球訓練機在實驗室階段的技術達到水平為高數量儲球、自動輸送球、球的分離、與及球的發(fā)射。下面將以運球部分、推球部分、擊球部分、其它部分與部分參數等幾方面對實驗室階段的多模式羽毛球訓練機進行詳細闡述。多模式羽毛球訓練機——運球部分多模式羽毛球訓練機的運球部分是重要的三大部分之一，主要是將羽毛球送到推球部分，以便推球部分機構的運作。我們的羽毛球訓練機的運球方式主要是實現球桶的運輸。羽毛的售賣包裝方式是桶裝的，因應這實際特性，我們就運輸整桶球。整個運球機構包括電機、皮帶輪與電子控制裝置，實現將儲球機構里的裝滿羽毛球的球桶由低處運輸到推球機構供以下以步的推球動作。過程中由電子控制裝置實現所需要的行程特性。2．多模式羽毛球訓練機——推球部分三大部分之一中的推球部分是與前面闡述的運球部分緊密聯(lián)系在一起的。運球機構將球桶運輸到推球部分機構時，將停止供推球機構的運作。推球機構是實現羽毛球與球桶分離的重要機構，以便分離出來的羽毛球供下一步的擊球部分機構運作。推球機構是以逐步推進的方式將羽毛球從球桶推出，達到羽毛球與球桶的分離。整個推進過程由電子控制裝置控制。推球機構示意圖3．多模式羽毛球訓練機——擊球部分三大部分之中的重要部分是擊球部分。它是實現我們多模式羽毛球訓練機的發(fā)出多模式特征的羽毛球的目的的重要機構。它的主要擊發(fā)球原理是由羽毛球拍拍打羽毛球。通過電機、皮帶輪的帶動，羽毛球拍高速轉動，由推球部分機構推出的羽毛球會下落到羽毛球拍拍打范圍內，擊發(fā)出羽毛球。羽毛球的下落與羽毛球拍拍打之間需要準確的配合，經改良，我們的羽毛球機擊發(fā)球的效率為九成之多，平均一桶球是失一到兩個球。擊發(fā)出各重模式特性的羽毛球，我們通過改變改變羽毛球拍在垂直方向的角度與落球處與羽毛球拍的相對位置。羽毛球拍在垂直方向轉動一個角度時，轉動的羽毛球拍拍打出去的羽毛球的方向就會改變，達到擊發(fā)不同方向的羽毛球的效果。羽毛球拍的轉動，現在由于時間的關系，主要時通過人手的改變，但在未來的改善中，我們將與自動化部分掛鉤，緊密聯(lián)系在一起，實現自動選擇角度，電子控制與改變羽毛球拍在垂直方向的角度。除了改變羽毛球在垂直方向的角度外，我們通過改變落球處與羽毛球拍的相對位置來達到在垂直反向上的擊發(fā)球類型。我們在球桶末端加上可變導軌，可變導軌在未來的改善中也會與自動化部分緊密聯(lián)系在一起。改變落球處與羽毛球拍的相對位置，擊打羽毛球的瞬間，羽毛球在羽毛球拍的位置就不同，在羽毛球拍的上部時，擊發(fā)的羽毛球類型為扣殺類型、在羽毛球拍的中部，擊發(fā)出的羽毛球類型為高拋球等等。通過上述的方法改變羽毛球的出球方向，我們還要改變羽毛球出球力度。我們的整套機構都時由電子設備控制的。我們將通過控制電機來達到羽毛球的出球力度。擊球機構示意圖改變球拍方向裝置示意圖4．多模式羽毛球訓練機——其它部分運球部分、推球部分與擊球部分是多模式羽毛球訓練機的三大部分，它們有機的聯(lián)系在一起，協(xié)調工作。其它的部分也必不可少，共同構成完整的羽毛球訓練機。羽毛球訓練機的機架、移動機構、電子控制機構等也是重要的部分。羽毛球訓練機的機架機構是由角鐵制成，通過了訓練機運作時的受力分析，我們使用了五點定位穩(wěn)固的方法達到穩(wěn)固機架的作用。電子控制部分，我們在實驗室階段是使用了行程法控制，通過了試驗，我們制定了行程的控制，讓羽毛球訓練機各部分協(xié)調運作。在將來的改善中，我們將引用單片機，充實與體現我們的自動化構想。5．多模式羽毛球訓練機——部分參數主要技術指標：發(fā)球最高頻率：50次/分，出球方向：水平±45°、垂直方向：±30°，有效點高度：1700mm～3200mm，有效發(fā)球率：85％或以上，尺寸：1000mm×1000mm×2500mm，重量：58千克，平均速度：最高達200公里/小時。多模式羽毛球訓練機立體示意圖電子控制系統(tǒng)電路圖（二）多模式羽毛球訓練機未來技術發(fā)展人向高處望，處于實驗室階段的多模式羽毛球訓練必須向前發(fā)展，在技術上、在模樣上、在功能上都必須有所改善與發(fā)展。在未來中我們將大力輸入自動化技術，適應當今社會的技術水平的要求。我們還將加入多項功能與零部機器以豐富與滿足運動員或使用者的需求。強化自動化裝置我們將制造出適合多模式羽毛球訓練機的自動控制裝置，配有遙控裝置，運動員或使用者只需要輕按遙控器，多模式羽毛球訓練機就能自動的運行，做出自動運球桶，自動將羽毛球與球桶分離，自動發(fā)球的功能。在遙控器上有供運動員或使用者多種模式球類的發(fā)出選擇、球速的選擇、接球成功率計算選擇與定時定方向發(fā)球的選擇等等。運動員或使用根據自己的需要按下相應的按鈕就能達到所需求的訓練、運動、娛樂的效果。如你可以選擇定時定點發(fā)球及計算自己的接球率，在遙控器上選擇你所需要的定點球特性，若選擇了高拋球，然后在遙控器上調節(jié)或選擇角度方面（我們將設定常慣的幾種角度），再輸入你需要訓練的時間，以分鐘為單位，按下計算接球率的按鈕，最后按下啟動按鈕，多模式羽毛球訓練機就會發(fā)出你所需要的高拋球，在你設定的時間內運行，我們將會增加的計算接球率裝置還會為你計算出你的接球率。新增的功能與裝置我們在強化自動化的同時，還會增加新的功能與零部裝置以豐富與完善多模式羽毛球訓練機。將新增自動計算接球率裝置、自動撿球機與自動選向出球系統(tǒng)。a.多模式羽毛球訓練機零部裝置——自動撿球機多模式羽毛球訓練機是輸送球桶與將羽毛球與球桶分離再擊發(fā)出去的，接球后，球會掉在地上，而要為多模式羽毛球訓練機的儲球裝置增加球量時就要將羽毛球撿起再裝上儲球裝置，我們考慮到這點與提倡的自動化有不合之處，所以將發(fā)明出多模式羽毛球訓練機的零部裝置自動撿球機。自動撿球有三大重要技術與作用，一是自動撿球，二是自動將羽毛球排好，與在球桶里一排羽毛球相似，三是裝進球桶。在撿球方面將使用氣壓方式將零散在地上的羽毛球吸近自動撿球機里，然后就是為吸進去的羽毛球排序，考慮到羽毛球成錐型，錐尖重，羽毛輕的特點，我們將運用自然降落的方式來定好羽毛球頭向是同一方面的，然后進行排序。排序好的羽毛球將進行裝桶，用推進的方式，設定自動裝好12個球一桶。人們在需要為多模式羽毛球訓練機增加球數時，只需要將回收好的球桶放進儲球裝置就可以了。b.新增功能——自動計算接球率多模式羽毛球訓練機的目的是為運動員或娛樂運動者掌握與提高羽毛球技術，接球率是體現技術水平的重要一項，多模式羽毛球訓練機帶有自動計算接球率就因應而生了。我們將使用攝像分析原理與紅外感應功能對運動員進行接球數的統(tǒng)計。在多模式羽毛球訓練機安裝攝像設備，在羽毛球場地球網上、球場邊緣裝上紅外感應裝置，對被擊回的球進行分析與統(tǒng)計，統(tǒng)計出成功接回球的數量、擊回好球數量與擊回壞球數量。通過對接球數的統(tǒng)計，運動員可以直觀的知道自己的水平狀況，有利于技術的發(fā)展。c.新增功能——智能選向出球功能智能選向出球功能是一項針對訓練羽毛球技術的功能，豐富了多模式羽毛球的使用性。智能選向出球主要原理是在發(fā)球機的基礎上，加上對運功員的定位設備，收集運動員的位置信息，制定相應的發(fā)球方向。比如說，在羽毛球比賽中，A選手可能會經常發(fā)高遠球，把B選手引到后場，然后發(fā)一球近球，使B選手措手不及。有了對運動員的定位，就可以給發(fā)球機制定一定的發(fā)球規(guī)律，使發(fā)球機更加智能化，達到模擬真正選手的目的。模擬真正選手的發(fā)球機，無論是網球還是乒乓球，暫且還沒有出現，相信這點創(chuàng)新是未來球類訓練機的發(fā)展方向。實現方法：把紅外線發(fā)射器和接收器安裝在一平臺上，平臺作旋轉往復運動，對運動場地進行掃描，當紅外線被運動員發(fā)射回接收器，記錄運動員與接收器的距離，同時記錄此時平臺的轉動角度，就得到運動員以接收器為原點的極坐標位置。以運動員的位置為條件，利用單片機模擬真正運動員的回擊模式，智能的調整發(fā)球機的水平、垂直出球角度和出球力度，改善傳統(tǒng)發(fā)球機出球角度不能因人而異的缺點。（三)市場分析中國國情上看，羽毛球在球類運動中占有重要地位，深得人們的喜愛。在人口居多的中國市場上看，市場需求量龐大。多模式羽毛球訓練機能達到訓練羽毛球技術、掌握羽毛球技術與提高羽毛球技術的作用，加上它的便攜性，它強大的滿足需求的自動化功能，適合羽毛球運動員訓練、大眾老百姓家居娛樂休閑運動等等，滿足各地羽毛球訓練機構、體育場館、學校、個人娛樂運動的需要。多模式羽毛球訓練機一旦被人們接納，收益龐大是不容置疑的。在各羽毛球訓練機構的使用也能達到向外國的宣傳，因為我國的在羽毛球比賽是強國；在各體育場館的使用與推廣，達到老百姓化，人人皆知，人人使用；在學校的使用與推廣，同學享受樂處，學校的設備設施也更