基于STM32单片机的网球自动发球机球体旋转飞行轨迹研究

发布时间：2021-12-29 22:50

　　传统方法对网球自动发球机球体旋转飞行轨迹控制效果差,为了解决这一问题,在传统研究基础上研究了一种新的方法,通过对网球在被发射前和旋转飞行在空中的受力情况进行了研究,得出了力是影响网球飞行轨迹的重要因素的结论,并比较了2种自动发射机在空中形成的不同飞行轨迹。发射了1 000个网球并对过网数、有效球数和落地点误差进行记录并分析。实验结果表明,相较于传统自动发球机,STM32单片机的球体旋转飞行轨迹相比较控制效果更好,所发出的网球过网数更高、有效球数更多、落地点的平均误差更小,说明其性能更强。 

【文章来源】：自动化与仪器仪表. 2020,(10)

【文章页数】：4 页

【部分图文】：

击球时网球的受力情况

STM32单片机的网球自动发球机在完成挥拍和击球的动作后,网球获得了向上的作用力和一定的初速度,能够在空中进行旋转飞行[9]。在网球在空中进行旋转飞行时,其受到的空气作用力决定了它的飞行轨迹。因此,对空中旋转飞行的网球的受力情况进行深度研究。网球的受力情况如图2所示:在旋转飞行时,网球受到自身的重力以及空气对它的作用力。其中,空气对网球的作用力根据不同的原理分为阻力、升力和偏转力[10]。阻力来源于摩擦力,当空气与飞行的网球接触时,在网球的表面会产生一定的摩擦力阻碍网球继续向前飞行;偏转力来源于玛格努斯效应,网球的快速旋转飞行影响了周围气体的流动方向和速度,给网球自身增加了一个横向力改变了网球的运动轨迹。升力来源于网球上下空气流速的改变,对于旋转飞行的球体,球体上方的空气流速加快,气压下降,而球体下方空气流速减慢,气压上升,从而使网球受到一个向上的力,使网球可以向远处飞行[11]。由此可以看出,空气对网球的作用力在网球的旋转飞行过程中起着决定性作用。阻力、升力和偏转力3种力的对比如下表1所示。

旋转网球的飞行轨迹

【参考文献】：
期刊论文
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[9]基于射频识别的校园卡自动回收装置[J]. 刘晓鑫,王辰.  电子设计工程. 2019(06)
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本文编号：3556989