發(fā)布時(shí)間：2021-12-29 22:50

　　傳統(tǒng)方法對(duì)網(wǎng)球自動(dòng)發(fā)球機(jī)球體旋轉(zhuǎn)飛行軌跡控制效果差,為了解決這一問(wèn)題,在傳統(tǒng)研究基礎(chǔ)上研究了一種新的方法,通過(guò)對(duì)網(wǎng)球在被發(fā)射前和旋轉(zhuǎn)飛行在空中的受力情況進(jìn)行了研究,得出了力是影響網(wǎng)球飛行軌跡的重要因素的結(jié)論,并比較了2種自動(dòng)發(fā)射機(jī)在空中形成的不同飛行軌跡。發(fā)射了1 000個(gè)網(wǎng)球并對(duì)過(guò)網(wǎng)數(shù)、有效球數(shù)和落地點(diǎn)誤差進(jìn)行記錄并分析。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,相較于傳統(tǒng)自動(dòng)發(fā)球機(jī),STM32單片機(jī)的球體旋轉(zhuǎn)飛行軌跡相比較控制效果更好,所發(fā)出的網(wǎng)球過(guò)網(wǎng)數(shù)更高、有效球數(shù)更多、落地點(diǎn)的平均誤差更小,說(shuō)明其性能更強(qiáng)。 

【文章來(lái)源】：自動(dòng)化與儀器儀表. 2020,(10)

【文章頁(yè)數(shù)】：4 頁(yè)

【部分圖文】：

擊球時(shí)網(wǎng)球的受力情況

STM32單片機(jī)的網(wǎng)球自動(dòng)發(fā)球機(jī)在完成揮拍和擊球的動(dòng)作后,網(wǎng)球獲得了向上的作用力和一定的初速度,能夠在空中進(jìn)行旋轉(zhuǎn)飛行[9]。在網(wǎng)球在空中進(jìn)行旋轉(zhuǎn)飛行時(shí),其受到的空氣作用力決定了它的飛行軌跡。因此,對(duì)空中旋轉(zhuǎn)飛行的網(wǎng)球的受力情況進(jìn)行深度研究。網(wǎng)球的受力情況如圖2所示:在旋轉(zhuǎn)飛行時(shí),網(wǎng)球受到自身的重力以及空氣對(duì)它的作用力。其中,空氣對(duì)網(wǎng)球的作用力根據(jù)不同的原理分為阻力、升力和偏轉(zhuǎn)力[10]。阻力來(lái)源于摩擦力,當(dāng)空氣與飛行的網(wǎng)球接觸時(shí),在網(wǎng)球的表面會(huì)產(chǎn)生一定的摩擦力阻礙網(wǎng)球繼續(xù)向前飛行;偏轉(zhuǎn)力來(lái)源于瑪格努斯效應(yīng),網(wǎng)球的快速旋轉(zhuǎn)飛行影響了周圍氣體的流動(dòng)方向和速度,給網(wǎng)球自身增加了一個(gè)橫向力改變了網(wǎng)球的運(yùn)動(dòng)軌跡。升力來(lái)源于網(wǎng)球上下空氣流速的改變,對(duì)于旋轉(zhuǎn)飛行的球體,球體上方的空氣流速加快,氣壓下降,而球體下方空氣流速減慢,氣壓上升,從而使網(wǎng)球受到一個(gè)向上的力,使網(wǎng)球可以向遠(yuǎn)處飛行[11]。由此可以看出,空氣對(duì)網(wǎng)球的作用力在網(wǎng)球的旋轉(zhuǎn)飛行過(guò)程中起著決定性作用。阻力、升力和偏轉(zhuǎn)力3種力的對(duì)比如下表1所示。

旋轉(zhuǎn)網(wǎng)球的飛行軌跡

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