多模式羽毛球训练机

序号：编码：第九届“挑战杯”广东大学生课外学术科技作品竞赛作品申报书作品名称：多模式羽毛球训练机学校全称：华南农业大学申报者姓名（集体名称）：黄沛盛陈建科刘明嘉卢启生黄付文类别：□自然科学类学术论文 □哲学社会科学类社会调查报告和学术论文□科技发明制作A类科技发明制作B类报送方式：□省级报送作品□高校直送作品

说明1.申报者应在认真阅读此说明各项内容后按要求详细填写。2．申报者在填写申报作品情况时只需根据个人项目或集体项目填写A1或A2表，根据作品类别（自然科学类学术论文、哲学社会科学类社会调查报告和学术论文、科技发明制作）分别填写B1、B2或B3表。所有申报者可根据情况填写C表。3.表内项目填写时一律用钢笔或打印，字迹要端正、清楚，此申报书可复制。4.序号、编码由第九届“挑战杯”广东大学生课外学术科技作品竞赛组委会填写。5．学术论文、社会调查报告及所附的有关材料必须是中文（若是外文，请附中文本），请以4号楷体打印在A4纸上，附于申报书后，字数在8000字左右（文章版面尺寸14.5×22cm）。6．作品申报书须按要求由各校竞赛组织协调机构统一寄送。7.其他参赛事宜请向本校竞赛组织协调机构咨询。

A2申报者情况（集体项目）说明：1．必须由申报者本人按要求填写；2．申报者代表必须是作者中学历最高者，其余作者按学历高低排列；3．本表中的学籍管理部门签章视为申报者情况的确认。申报者代表情况姓名黄沛盛性别男出生年月198610学校华南农业大学系别、专业、年级工程学院05机械设计制造及其自动化学历本科学制4年入学时间2005年作品名称多模式羽毛球训练机毕业论文题目通讯地址华南农业大学跃进南区31栋601室邮政编码510642办公电住地通讯地址华南农业大学跃进南区31栋601室邮政编码510642住宅电话02038794816其他作者情况姓名性别年龄学历所在单位陈建科男20本科华南农业大学工程学院，广州,510642刘明嘉男20本科华南农业大学工程学院，广州,510642卢启生男20本科华南农业大学工程学院，广州,510642黄付文男20本科华南农业大学工程学院，广州,510642资格认定学校学籍管理部门意见以上作者是否为2006年7月1日前正式注册在校的全日制非成人教育、非在职的高等学校中国籍专科生、本科生、硕士研究生或博士研究生。□是□否（部门签章）年月日院系负责人或导师意见本作品是否为课外学术科技或社会实践活动成果□是□否负责人签名：年月日B3．申报作品情况（科技发明制作）说明：1．必须由申报者本人填写；2．3．本表必须附有研究报告，并提供图表、曲线、试验数据、原理结构图、外观图（照片）,也可附鉴定证书和应用证书；4．作品分类请按照作品发明点或创新点所在类别填报。作品全称多模式羽毛球训练机作品分类（A）A．机械与控制（包括机械、仪器仪表、自动化控制、工程、交通、建筑等）B．信息技术（包括计算机、电信、通讯、电子等）C．数理（包括数学、物理、地球与空间科学等）D．生命科学（包括生物、农学、药学、医学、健康、卫生、食品等）E．能源化工（包括能源、材料、石油、化学、化工、生态、环保等）作品设计、发明的目的和基本思路，创新点，技术关键和主要技术指标为了适应现代体育运动的高科技性的发展、当代人们生活的自动化性的要求，为了达到高质量、高效率地训练，掌握与提高羽毛球技术的目的。多模式羽毛球训练机方便、准确高质地达到训练项目的要求，省发球的劳力。关键技术:自动连续输送系统、分离系统、击发球装置、球向定位定力装置、遥控装置、平台自动转向系统、自动捡球机配件、捡球机中自动排序装置、自动计算接球率系统、智能选向出球系统的应用。主要技术指标：发球最高频率：50次/分，出球方向：水平±45°、垂直方向：±30°，有效点高度：1700mm～3200mm，有效发球率：85％或以上，尺寸：1000mm×1000mm×2500mm，重量：58千克，平均速度：最高达200公里/小时。作品的科学性先进性（必须说明与现有技术相比、该作品是否具有突出的实质性技术特点和显著进步。请提供技术性分析说明和参考文献资料）该产品具有发射定点球、高抛球、变速球、变球路、随机组合发球等多种接球练习模式，能高数量地储球，自动连续输送、分离、发射，配有自动捡球机、自动计算接球率系统、智能选向出球系统，便携式、配有遥控器，适合专业运动员训练、老百姓休闲娱乐等。克服了上海导井工贸全自动羽毛球训练机[1]缺乏自动捡球、自动计算接球率系统与智能选向出球系统，成为本样机的创新。我们样机的创新之处还体现在：球训练机能大量储球，以运输球桶的方式输送球，达到方便的储球的目的；图像分析系统与红外线检测装置，计算出接球成功率；以球拍拍打形式击发出各种模式的羽毛球，通过改变羽毛球拍在垂直方向的角度与落球处与羽毛球拍的相对位置来达到羽毛球的变向与变力。通过对使用者的位置变化分析，智能选向出球，以达训练目的。作品在何时、何地、何种机构举行的评审、鉴定、评比、展示等活动中获奖及鉴定结果无作品所处阶段（A）A实验室阶段B中试阶段C生产阶段D（自填）技术转让方式作品可展示的形式实物、产品□模型□图纸□磁盘现场演示图片录像样品使用说明及该作品的技术特点和优势，提供该作品的适应范围及推广前景的技术性说明及市场分析和经济效益预测我们的多模式羽毛球训练机能满足羽毛球训练目的，让使用者掌握与提高羽毛球技术。其便携性与强大的自动化功能，适合运动员训练、百姓娱乐休闲等，满足各羽毛球训练机构、体育场馆、学校、个人等娱乐运动的需要。推出市场后，收益庞大。2008年北京奥运会的来临之际，该产品有利于实施科技奥运的战略思想，促进体育科技产业的发展。综观我国羽毛球训练机市场，同类产品的使用与推出是甚少的。面对几家训练机的竞争，多模式羽毛球训练机有着多模式选择训练、自动计算接球率、自动导向发球等独特功能；在耗资上，其成本低、附加值高，销售对象庞大；在结构上，便携性体现了小而精用的现代科技理念。专利申报情况□提出专利申报申报号申报日期年月日□已获专利权批准批准号批准日期年月日未提出专利申请科研管理部门签章年月日

C.当前国内外同类课题研究水平概述说明：1.申报者可根据作品类别和情况填写；2.填写此栏有助于评审。上海导井工贸出品的全自动羽毛球训练机.研制单位是机械科技研究院，监制单位是国家体育总局、乒乓球羽毛球运动中心。主要参数：连续发球个数：160个，发球最高频率：60次/分，出球方向：水平±30°、垂直方向：±20°，有效点高度：2100mm～3100mm，有效发球率：90％以上，尺寸：1200mm×1200mm×3600mm，重量：260千克，羽毛球平均速度：最高达280公里/小时。主要功能特点：不间断连续发球；变速度、变频率、变球路随机发球；重板扣杀、底线高球、平打球等多种发球方式；全自动发球、遥控操作使用方便。附图：D.推荐者情况及对作品的说明说明：1．由推荐者本人填写；2．推荐者必须具有高级专业技术职称，并是与申报作品相同或相关领域的专家学者或专业技术人员（教研组集体推荐亦可）；3．推荐者填写此部分，即视为同意推荐；4．推荐者所在单位签章仅被视为对推荐者身份的确认。推荐者情况姓名李长友性别男年龄47职称教授工作单位华南农业大学工程学院通讯地址广州天河五山邮政编码510642单位电话85286874手提电荐者所在单位签章签章日期2007年3月12日请对申报者申报情况的真实性作出阐述作品属于学生小组的创新构思,并且已做出了样机,实现了所述的功能。请对作品的意义、技术水平、适用范围及推广前景作出您的评价黄沛盛等5位同学申报的多模式羽毛球训练机选题具有一定的科学意思，机构设计有明显的创新，课题组成员业务素质较高，团结协作精神强，已有相当的工作基础，完成了样机设计的全部内容。其它说明推荐者情况姓名陈燕性别女年龄43职称副教授工作单位华南农业大学工程学院通讯地址广州天河五山邮编510642单位电话85281568住宅电话85282239推荐者所在单位签章签章日期2007年3月12日请对申报者申报情况的真实性作出阐述作品属于学生小组的创新构思,并且已做出了样机,实现了所述的功能。请对作品的意义、技术水平、适用范围及推广前景作出您的评价多模式羽毛球训练机创新性强，能自动捡球、自动计算接球率系统与智能选向出球系统；球训练机能大量储球，以运输球桶的方式输送球，达到方便的储球的目的；图像分析系统与红外线检测装置，计算出接球成功率；以球拍拍打形式击发出各种模式的羽毛球，通过改变羽毛球拍在垂直方向的角度与落球处与羽毛球拍的相对位置来达到羽毛球的变向与变力。样机采用机电、控制一体化，结构简单，功能多，技术水平高，在体育和健身具有推广性，意义明显。其它说明学校组织协调机构确认并盖章（团委代章）年月日校主管领导或校主管部门确认盖章年月日

E．大赛组织委员会秘书处资格和形式审查意见组委会秘书处资格审查意见审查人（签名）年月日组委会秘书处形式审查意见审查人（签名）年月日组委会秘书处审查结果□合格□不合格负责人（签名）年月日

F．参赛作品打印处多模式羽毛球，在设计之出，我们发觉在球类训练机中缺乏了羽毛球的训练机，于是在脑海中萌生了羽毛球训练机的构思。由于羽毛球具有锥型、带有羽毛、锥底重等特性，我们在所构思的推射、气动发射、球拍击打等出球方式中，选定了以球拍击打出球的方式。再由此为头，我们构思出了完整的多模式羽毛球训练机的设计方案。2007年2月与3月，我们五人一起，经过不断的努力、不断的尝试与制造，我们制造出了多模式羽毛球训练机的样机。再制造过程中，我们遇到了很多问题，体会到了构思与实际的真正差别，学到了很多。多模式羽毛球训练机的实验阶段概述，请看后附的《多模式羽毛球训练机——实验室阶段概述》

G1．大赛评审委员会预审意见粘贴处

G2．大赛评审委员会终审意见粘贴处

多模式羽毛球训练机——实验室阶段概述组员：黄沛盛、陈建科、刘明嘉、卢启生、黄付文指导老师：邹湘军、周少辉、陈震单位：华南农业大学工程学院，广州，510642摘要：在现代中,各国提倡全民健身、全民体育，作为奥运会比赛项目之一的羽毛球是广泛的球类运动，简单易学会、场地选取较为容易的特点，在城市中尤其适合，使羽毛球深得人们的喜爱，成为一项人们休闲锻炼的体育运动。在中国，羽毛球是国球之一，深受大家的喜爱。现代科技的进步，自动化逐步踏入我们的生活中，多模式羽毛球训练机是个取代人手发球，达到运动员训练、大众老百姓休闲运动的作用。本文将介绍多模式羽毛球训练机的特点作用与其技术含量，包括对现在实验室阶段的情况阐述与对未来的发展进行概述。关键词：羽毛球、训练机、发球机、多模式多模式羽毛球训练机是一台自动发出羽毛球的机器，它可以发出各种特性的球，包括定点球、高抛球、变速球、变球路、随机组合发球等等，该产品的高质量、高效率的发球有利于掌握与提高羽毛球技术，适合运动员训练、家居娱乐等。为了达到发出各种特性的球，多模式羽毛球训练机有着它独特的技术与模样。它包括羽毛球发射装置、羽毛球储球装置、羽毛球输送装置、羽毛球分离装置、自动控制装置等等。羽毛球训练机能高数量的储球、球桶的自动连续输送、球与球桶的自动分离、羽毛球的发射、配有遥控器的自动化控制。（一）多模式羽毛球训练机实验室阶段概述现在，我们的进展处于实验室阶段，多模式羽毛球训练机在实验室阶段的技术达到水平为高数量储球、自动输送球、球的分离、与及球的发射。下面将以运球部分、推球部分、击球部分、其它部分与部分参数等几方面对实验室阶段的多模式羽毛球训练机进行详细阐述。多模式羽毛球训练机——运球部分多模式羽毛球训练机的运球部分是重要的三大部分之一，主要是将羽毛球送到推球部分，以便推球部分机构的运作。我们的羽毛球训练机的运球方式主要是实现球桶的运输。羽毛的售卖包装方式是桶装的，因应这实际特性，我们就运输整桶球。整个运球机构包括电机、皮带轮与电子控制装置，实现将储球机构里的装满羽毛球的球桶由低处运输到推球机构供以下以步的推球动作。过程中由电子控制装置实现所需要的行程特性。2．多模式羽毛球训练机——推球部分三大部分之一中的推球部分是与前面阐述的运球部分紧密联系在一起的。运球机构将球桶运输到推球部分机构时，将停止供推球机构的运作。推球机构是实现羽毛球与球桶分离的重要机构，以便分离出来的羽毛球供下一步的击球部分机构运作。推球机构是以逐步推进的方式将羽毛球从球桶推出，达到羽毛球与球桶的分离。整个推进过程由电子控制装置控制。推球机构示意图3．多模式羽毛球训练机——击球部分三大部分之中的重要部分是击球部分。它是实现我们多模式羽毛球训练机的发出多模式特征的羽毛球的目的的重要机构。它的主要击发球原理是由羽毛球拍拍打羽毛球。通过电机、皮带轮的带动，羽毛球拍高速转动，由推球部分机构推出的羽毛球会下落到羽毛球拍拍打范围内，击发出羽毛球。羽毛球的下落与羽毛球拍拍打之间需要准确的配合，经改良，我们的羽毛球机击发球的效率为九成之多，平均一桶球是失一到两个球。击发出各重模式特性的羽毛球，我们通过改变改变羽毛球拍在垂直方向的角度与落球处与羽毛球拍的相对位置。羽毛球拍在垂直方向转动一个角度时，转动的羽毛球拍拍打出去的羽毛球的方向就会改变，达到击发不同方向的羽毛球的效果。羽毛球拍的转动，现在由于时间的关系，主要时通过人手的改变，但在未来的改善中，我们将与自动化部分挂钩，紧密联系在一起，实现自动选择角度，电子控制与改变羽毛球拍在垂直方向的角度。除了改变羽毛球在垂直方向的角度外，我们通过改变落球处与羽毛球拍的相对位置来达到在垂直反向上的击发球类型。我们在球桶末端加上可变导轨，可变导轨在未来的改善中也会与自动化部分紧密联系在一起。改变落球处与羽毛球拍的相对位置，击打羽毛球的瞬间，羽毛球在羽毛球拍的位置就不同，在羽毛球拍的上部时，击发的羽毛球类型为扣杀类型、在羽毛球拍的中部，击发出的羽毛球类型为高抛球等等。通过上述的方法改变羽毛球的出球方向，我们还要改变羽毛球出球力度。我们的整套机构都时由电子设备控制的。我们将通过控制电机来达到羽毛球的出球力度。击球机构示意图改变球拍方向装置示意图4．多模式羽毛球训练机——其它部分运球部分、推球部分与击球部分是多模式羽毛球训练机的三大部分，它们有机的联系在一起，协调工作。其它的部分也必不可少，共同构成完整的羽毛球训练机。羽毛球训练机的机架、移动机构、电子控制机构等也是重要的部分。羽毛球训练机的机架机构是由角铁制成，通过了训练机运作时的受力分析，我们使用了五点定位稳固的方法达到稳固机架的作用。电子控制部分，我们在实验室阶段是使用了行程法控制，通过了试验，我们制定了行程的控制，让羽毛球训练机各部分协调运作。在将来的改善中，我们将引用单片机，充实与体现我们的自动化构想。5．多模式羽毛球训练机——部分参数主要技术指标：发球最高频率：50次/分，出球方向：水平±45°、垂直方向：±30°，有效点高度：1700mm～3200mm，有效发球率：85％或以上，尺寸：1000mm×1000mm×2500mm，重量：58千克，平均速度：最高达200公里/小时。多模式羽毛球训练机立体示意图电子控制系统电路图（二）多模式羽毛球训练机未来技术发展人向高处望，处于实验室阶段的多模式羽毛球训练必须向前发展，在技术上、在模样上、在功能上都必须有所改善与发展。在未来中我们将大力输入自动化技术，适应当今社会的技术水平的要求。我们还将加入多项功能与零部机器以丰富与满足运动员或使用者的需求。强化自动化装置我们将制造出适合多模式羽毛球训练机的自动控制装置，配有遥控装置，运动员或使用者只需要轻按遥控器，多模式羽毛球训练机就能自动的运行，做出自动运球桶，自动将羽毛球与球桶分离，自动发球的功能。在遥控器上有供运动员或使用者多种模式球类的发出选择、球速的选择、接球成功率计算选择与定时定方向发球的选择等等。运动员或使用根据自己的需要按下相应的按钮就能达到所需求的训练、运动、娱乐的效果。如你可以选择定时定点发球及计算自己的接球率，在遥控器上选择你所需要的定点球特性，若选择了高抛球，然后在遥控器上调节或选择角度方面（我们将设定常惯的几种角度），再输入你需要训练的时间，以分钟为单位，按下计算接球率的按钮，最后按下启动按钮，多模式羽毛球训练机就会发出你所需要的高抛球，在你设定的时间内运行，我们将会增加的计算接球率装置还会为你计算出你的接球率。新增的功能与装置我们在强化自动化的同时，还会增加新的功能与零部装置以丰富与完善多模式羽毛球训练机。将新增自动计算接球率装置、自动捡球机与自动选向出球系统。a.多模式羽毛球训练机零部装置——自动捡球机多模式羽毛球训练机是输送球桶与将羽毛球与球桶分离再击发出去的，接球后，球会掉在地上，而要为多模式羽毛球训练机的储球装置增加球量时就要将羽毛球捡起再装上储球装置，我们考虑到这点与提倡的自动化有不合之处，所以将发明出多模式羽毛球训练机的零部装置自动捡球机。自动捡球有三大重要技术与作用，一是自动捡球，二是自动将羽毛球排好，与在球桶里一排羽毛球相似，三是装进球桶。在捡球方面将使用气压方式将零散在地上的羽毛球吸近自动捡球机里，然后就是为吸进去的羽毛球排序，考虑到羽毛球成锥型，锥尖重，羽毛轻的特点，我们将运用自然降落的方式来定好羽毛球头向是同一方面的，然后进行排序。排序好的羽毛球将进行装桶，用推进的方式，设定自动装好12个球一桶。人们在需要为多模式羽毛球训练机增加球数时，只需要将回收好的球桶放进储球装置就可以了。b.新增功能——自动计算接球率多模式羽毛球训练机的目的是为运动员或娱乐运动者掌握与提高羽毛球技术，接球率是体现技术水平的重要一项，多模式羽毛球训练机带有自动计算接球率就因应而生了。我们将使用摄像分析原理与红外感应功能对运动员进行接球数的统计。在多模式羽毛球训练机安装摄像设备，在羽毛球场地球网上、球场边缘装上红外感应装置，对被击回的球进行分析与统计，统计出成功接回球的数量、击回好球数量与击回坏球数量。通过对接球数的统计，运动员可以直观的知道自己的水平状况，有利于技术的发展。c.新增功能——智能选向出球功能智能选向出球功能是一项针对训练羽毛球技术的功能，丰富了多模式羽毛球的使用性。智能选向出球主要原理是在发球机的基础上，加上对运功员的定位设备，收集运动员的位置信息，制定相应的发球方向。比如说，在羽毛球比赛中，A选手可能会经常发高远球，把B选手引到后场，然后发一球近球，使B选手措手不及。有了对运动员的定位，就可以给发球机制定一定的发球规律，使发球机更加智能化，达到模拟真正选手的目的。模拟真正选手的发球机，无论是网球还是乒乓球，暂且还没有出现，相信这点创新是未来球类训练机的发展方向。实现方法：把红外线发射器和接收器安装在一平台上，平台作旋转往复运动，对运动场地进行扫描，当红外线被运动员发射回接收器，记录运动员与接收器的距离，同时记录此时平台的转动角度，就得到运动员以接收器为原点的极坐标位置。以运动员的位置为条件，利用单片机模拟真正运动员的回击模式，智能的调整发球机的水平、垂直出球角度和出球力度，改善传统发球机出球角度不能因人而异的缺点。（三)市场分析中国国情上看，羽毛球在球类运动中占有重要地位，深得人们的喜爱。在人口居多的中国市场上看，市场需求量庞大。多模式羽毛球训练机能达到训练羽毛球技术、掌握羽毛球技术与提高羽毛球技术的作用，加上它的便携性，它强大的满足需求的自动化功能，适合羽毛球运动员训练、大众老百姓家居娱乐休闲运动等等，满足各地羽毛球训练机构、体育场馆、学校、个人娱乐运动的需要。多模式羽毛球训练机一旦被人们接纳，收益庞大是不容置疑的。在各羽毛球训练机构的使用也能达到向外国的宣传，因为我国的在羽毛球比赛是强国；在各体育场馆的使用与推广，达到老百姓化，人人皆知，人人使用；在学校的使用与推广，同学享受乐处，学校的设备设施也更