Z1872-基于单片机的乒乓球发球机构设计及运动仿真 下载积分：50　资料编号： Z1872

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Word版说明书1份，共61页,约28000字

外文翻译一份

CAD版本图纸，共15张

摘要

随着我国乒乓球运动员不断在世界各级比赛中取得优异成绩，喜爱乒乓球运动和打乒乓球的人越来越多，同时，利用乒乓球发球机来提高乒乓球技术水平的人也越来越多。 为了使练习者能更好地学习乒乓球技术以达到健身和训练的目的，本文针对已有乒乓球发球的特点、技能训练需求、人体力学的需求，再结合现有乒乓球发球机的市场需求，设计了一种新型、简易的乒乓球发球机：基于单片机的乒乓球发球机。本文综述了国内外乒乓球发球机的现状，对已有发球机的机械结构进行分析，对乒乓球发球机的设计思想、工作原理、结构特点及控制系统进行了详细论述，详细介绍了该控制系统的设计过程，具体包括外围设备的选择、电动机的选择、PWM驱动器的选择等，论证说明了该控制系统的可靠性。根据乒乓球飞行过程的受力分析建立了数学模型，并利用MATLAB进行运动仿真，分析出控制落球点各参数的合理取值范围，得出其相互制约关系。设计的乒乓球发球机包括机械结构部分（主要由储球机构、拨球机构、螺旋送球机构、高度调整机构、横摆机构、纵摆机构、发球机构、机座、限位加固支架、简易可拆卸手拉杆以及传动机构等十一部分组成）以及控制系统部分，由伺服电动机驱动，可发出多种带有不同旋转性质的球。采用AT89C51单片机作为控制的核心，是一种新型、性价比高的简易自动型乒乓球发球机，使其可以通过按键来控制实现供球的快慢，发球的力度、旋转、球速。使用方便，可满足不同的用户训练需求。

关键词：乒乓球发球机构设计；单片机； MATLAB运动仿真

目录

1  绪论 1

1.1  国内外乒乓球发球机的研究现状 2

1.1.1  国外乒乓球发球机的研究现状 2

1.1.2  国内乒乓球发球机的研究现状 3

1.2  选题的目的和意义 4

1.3  本次毕业设计的任务 4

1.4  本章小结 5

2  乒乓球的运动分析 6

2.1  乒乓球发球机发球原理 6

2.2  乒乓球飞行过程的力学分析 6

2.3  乒乓球质心运动的数学模型 9

2.4  乒乓球飞行过程的仿真分析 13

2.5  发球机参数设计 16

2.6  本章小结 17

3  乒乓球发球机的机械结构设计 18

3.1  乒乓球发球机的总体结构设计 18

3.2  乒乓球发球机的各个子机构设计 21

3.2.1  储球机构 21

3.2.2  拨球机构 21

3.2.3  螺旋送球机构 21

3.2.4  高度调整机构 22

3.2.5  横摆机构 22

3.2.6  纵摆机构 23

3.2.7  发球机构 24

3.3  乒乓球发球机的电动机选择 24

3.4  本章小结 26

4  乒乓球发球机控制系统设计 27

4.1  控制系统总体设计 27

4.2  控制系统各硬件电路设计 31

4.2.1  看门狗电路系统设计 32

4.2.2  键盘和液晶显示器电路系统设计 34

4.2.3  电机转速测量电路系统设计 36

4.3  电机的控制系统设计 38

4.3.1  直流电机控制系统设计 39

4.3.2  步进电机控制系统设计 44

4.4  简易乒乓球发球机的软件设计分析 48

4.5  本章小结 49

结论 50

参考文献 51

致谢 52

附录A 图纸和程序 53

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