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关键词 滚筒；乒乓球；捡球机
中图分类号 A6 文献标识码 A 文章编号 1673-9671-（2012）102-0136-01
根据国家在教育改革与发展过程中对主题目标、工作方向等方面提出的要求，需要面向全体学生实现教育资源公平。按照国家相关的要求标准，确定了本校高中生科学技术活动的重要思路，即：学生的科技教育活动应有效结合第一课堂与第二课堂，做到提高与普及互相结合，努力为高中生提供一个创新活动的公共平台，为每一名学生创造一个良好的科技创新环境，鼓励每一名学生积极参加科技创新活动，令每一名学生都可以在科技创新的活动中明显提升能力。为了积极加入科学技术创新的活动，联系自身所学知识与课外实践经验设计制作了乒乓球捡球机。
1 制作乒乓球捡球机的起因
高中生开展科学技术创新活动，就是要让学生利用课堂中学到的知识理论解决在实际生活中遇到的问题，令学生能够更加深入的理解自己所学的课本知识。选择制造乒乓球捡球机的想法来源于实际生活，也是同学在训练乒乓球过程中产生的想法。在组织乒乓球训练过程中，通过采取发球机快速进行发球来训练运动员的接球能力，可是发球机只管发不管收，在乒乓球发出后，没有办法实行快速收回，更加关键的是不能自动收回。现在，很多乒乓球训练场所还是采用人工捡球的传统方式，这样做不仅仅耗费了大量的时间，也大量消耗了人的体力。况且，因为乒乓球落点的不确定性，极易造成活动人员误踩误伤，造成乒乓球的不必要损坏。特别是我国作为乒乓球大国，乒乓球普及率非常高，研究乒乓球捡球设备同样具有重要意义。因此，希望能够制造一款简单方便的乒乓球捡球机，能够在乒乓球训练时轻松将其捡起，有效提高乒乓球运动乐趣。
2 制作乒乓球捡球机的过程
简单轻便捡球机的制作主要是以迅捷、方便捡球为目的。
2.1 制作材料
准备材料：滚筒、手持滚动推架、圆形两个面板、轴杆、橡皮筋、合页、抽芯铆钉等。所需工具：手电钻、手动抽芯铆钉枪、剪刀、老虎钳等。
2.2 制作方法
制作乒乓球捡球机，首先设置了一个滚筒与一个手持滚动式的推架，在滚筒两侧分别设置了圆形的面板，使用中心轴杆连接两端的面，利用若干个橡皮筋在面板两端的四周均匀的连接成鸟笼形状，皮筋相邻间的距离应当超过乒乓球的直径。利用相邻皮筋由于受到压力发生变形以及滚筒原理，将乒乓球吞入筒内，这样便简单轻松的做完了捡乒乓球的工作。设置皮筋时最好与地面保持一定的间距，这样有利于滚筒进行滚动，也方便了乒乓球被吞入。每次训练间隙，只要在训练场所推着这个乒乓球拣球机走一圈，就能快速轻松的将地板上的全部乒乓球捡起来，其使用非常便捷，节省了大量时间和精力，令捡乒乓球工作也变成了一种乐趣。
2.3 使用方法
在体育课堂上或者业余乒乓球训练场上需要捡球时，手推乒乓球捡球机，在布满乒乓球地上走一圈，乒乓球自动就会进入捡球机中。
2.4 注意问题
橡皮筋之间的距离应当超过乒乓球直径，在2-3厘米之间最合适。可以根据捡球者的不同高度，设计可伸拉的手动推架。
3 乒乓球捡球机的制作特点
3.1 绿色环保的动力源
乒乓球捡球机在动力源的选择上利用了人力传动方案。人力传动不仅体现了绿色环保，同时拣球者在不用费力的行走过程中完成了捡球工作，造价较低、结构简单、非常容易制造。
3.2 人性化特点
乒乓球捡球机的制作突出人性化特点，制作过程中将使用是否顺手便利、操作是否舒适及清理是否方便等人的因素作为重要条件给予考虑，重点体现为：机器与人体的尺寸、形状及用力是否能够配合；捡球机是否方便与顺手；捡球机的推杆可调节，适合身高不同的群体使用；同时，捡球机非常方便清洗、保管与修理。
3.3 创新思想
创新是指能创造出有价值的研究成果的，具有独特性、新颖性的行为活动。创新设计是指在制作滚筒乒乓球捡球机的过程中出现新颖有价值的思维活动。乒乓球捡球机的制作设计重点强调创新，需要在整体制作过程中充分体现设计者的创造能力，在理论知识与方法的指导下，结合滚筒原理，设计制作出具有生命力的捡球机。滚筒式捡球机的制作，要求设计者从多个方面、多个角度和层次思考问题，经过各种设计方案的比较，最后选择最优的制作方案。
4 制作乒乓球捡球器的体会
通过制作乒乓球捡球机，个人进一步增强了学习科技知识的积极性，对进行科技小创作有了更强的信心和兴趣，对所学课本知识也有了更深的理解和体会，使生物、物理、化学、数学等学科知识揭开了神秘面纱，变得平易近人、生动有趣、可学可用。
1）科学技术创新与我们之间的距离不再遥不可及。只要做一个有心人，善于观察生活中存在的问题，并且尝试利用所学的知识解决它，再利用科学合理的方式进行体现与表达，这就是一次科学技术制造。生活中存在着很多问题和机遇，等待我们去解决、去改善，能够将自己在课堂中所学的理论知识应用于实践，最终获得的不仅仅是产品制作的成果，更多的是我们对所学知识的兴趣与信心，以及为人们解决生活难题的自豪感。
2）增加了对所学知识的感悟。刚开始利用所学知识研究乒乓球捡球机的制作时，觉得很简单，可是当真正实践与制作时却出现了比较多的问题以及很多需要考虑的因素，例如捡球机的原理分析，捡球机的长度、宽度和高度等。又如在实际应用时，捡球机不能很好的将乒乓球吞入，而是将乒乓球弹开，经过多次试验之后才获得比较满意的结果。在制作过程中遇到一些困难时，曾经想过放弃，但是最终还是坚持下来并且成功制作出捡球机，从而加深了对所用理论原理的理解，实现了物理学、人体力学等的综合
运用。
3）在制作过程中还学习了很多现代设计的思路与想法。例如捡球机实施人性化的设计。通过制作乒乓球捡球机提高了动手制作模型的能力，也明白了兴趣是最好的老师的道理。
5 结束语
高中学校中科学技术发明创造课程的开发，既能够体现学校的办学特色，促使教师专业知识的提升，又能够很好满足学生的发展需求。通过实施科学技术发明创造，能够有效激发学生的创作情绪和学习热情，不仅锻炼了学生的动手能力，同时也发展了创新思维，在提高学生学习成绩的同时，更使学生在创作过程中体会到了知识的重要性。乒乓球捡球机这项制作已经获得学校相关领导的认可，不管最后真正使用的效果如何，制作本身就是一种锻炼和体验。即便是制造模型目前比较粗糙，捡球机在实际中的应用工作尚没有充分展开，可是只要抱有积极的态度和高度的热情，相信将来一定会获得成功。高中生科学技术创新活动目的就是能够积极培养学生的实践创新能力，希望同学们都能够积极参与，在制作实践过程中享受知识的快乐，不断提升自己的综合创造能力。
参考文献
[1]覃文洁，刘晓明.乒乓球捡球器现代设计方法概论[M].北京：北京理工大学出版社，2007.
[2]万新华，李雪静.高中生科学技术实用创新发明教程[M].汕头：汕头大学出版社，2010.
[3]吴刚平，王晓雯.学生科技技术实践活动课程开发研究[M].成都：四川教育出版社，2009.
第三课时《自制乒乓球捡球器》
[活动目标]
1、《自制乒乓球捡球器》活动课，让学生学会自己发现问题，然后通过大家的研讨，自己解决问题的一个活动过程。
2、通过整个活动最后得出结论——乒乓球捡球器的大小与底面积和高有关。
3、整个活动以学生自主研究为主，通过多次尝试试做《乒乓球捡球器》达到最后的成功。
4、在实践活动中，主要培养学生的研究问题、解决问题的能力，学会合作，体验成功的乐趣。
[活动重、难点]
重点：探究《乒乓球捡球器》的制作方法。
难点：动手实践《自制乒乓球捡球器》直到成功。
[活动准备]
1、教师：教学课件、制作乒乓球捡球器。
2、学生：每人自带乒乓球5—10个、剪刀一把、塑料瓶2个、透明胶布1个、皮筋1捆等。
[活动流程]
一、游戏导入：
1、师生捡球游戏
2、生交流游戏感受，从而引出本课活动主题《自制乒乓球捡球器》，
同时教师强调本课的活动形式主要是以自我研究为主。
二、开展活动：
1、研究《乒乓球捡球器》的制作过程：
师：出示课前准备好的“捡球器”，发放到每个活动小组。
生：每个活动小组成员通过观察研究找出“捡球器”的制作方法，然后进行交流汇报出“捡球器”的制作过程。
师：根据学生的交流汇报，进行板书。
师小结：略
2、活动展示：
生：根据同学们的汇报《乒乓球捡球器》的制作过程，学生很快掌握其中的制作方法，在小组内开展制作活动——设计自己的捡球器。 师小结：同学们制作的非常快，你们很聪明，但是大家在活动中遇到了很多问题是不是呀？谁愿意来说一说，你遇到了什么问题，解没解决，是如何解决的。
生：汇报。（略）
师小结：根据学生提出的问题，进行全班交流，（如果在此环节中，生能提到“捡球器”的大小，师就可以自然的过渡到下一环节，如果生没有提到，师可以演示“捡球器”装球的多少，从而引导学生提出此问题）并且找到相应的解决办法。
同学们真聪明！什么问题都难不到你们，那接下来就请大家再次制作一个大的“捡球器”吧。
生：活动，制作大的“捡球器”。
师小结：同学们的“捡球器”制作完成了，我们的捡球器是把球都捡起来了。但是如果要用最快的速度把球拿出来该怎么办呢？（引导学生去思考、解决这一问题）
生：汇报其解决办法。
根据同学们的解决方法，再次完善自己的作品。
师小结：（略）
3、游戏：
体验成功乐趣
师：提醒大家在游戏过程中要注意安全，并且说明游戏规则： 捡球时不许推、抢、注意安全。 根据捡球数量的多少定名次。 在活动中要听从教师指挥。师小结：公布名次，获胜小组。
三、活动结束：
师总结：本次活动大家完成的特别好，祝贺同学们。
机电一体化系统设计课程设计
题目：乒乓球自动捡拾机
姓 名：孔维邈（）
学 院：机械与电子工程学院
班 级:
指导老师：
完成时间：
杨坚 （） 孔维邈（） 机制123 2016.01.13
目 录
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乒乓球自动捡拾机设计乒乓球捡球器
摘 要：本乒乓球自动捡拾机收到外部信息时，会自动的去定位乒乓球，同时检测障碍物并避开。执行装置采用皮条与桶相结合的结构，在异步电机转动时，执行机构会将乒乓球压入装球装置。在运动员在需要球或装球装置装满球时，运动员会去换下装球的桶。本乒乓球捡拾器是一款适用于各地区中、 大型乒乓球训练基地和训练学校的专业机器。
关键词 ：乒乓球；捡拾机；设计
1 前言
乒乓球是我国的国球，无数的乒乓球运动员在国际赛场上争金夺银，为祖国带来了无数的荣誉，这些都是和乒乓球在我国的普及是息息相关的。在全国各地业余乒乓球训练基地和乒乓球学校随处可见，专业的乒乓球训练基地和学校也越来越多。随着科学技术的发展，乒乓球的训练也越来越系统化、科学化、合理化。
乒乓球发球机的出现、利用计算机进行乒乓球运动轨迹分析等，这一系列的出现都使乒乓球运动员能够得到更好的锻炼，取得更好的成绩。 但是随之而来的问题是大量散落在地上的乒乓球。而人工的拾取乒乓球，一次两次之类的还好，但是一旦拾取多了，拾取球的人腰酸背疼不说，而且其效率也不尽如人意。于是乎，乒乓球拣拾器的相关设计便成为了一个问题。
但目前为止，国内外市场上还没有乒乓球拣球机器的出现。没有专门的相关人员去投入到这个项目的研发中。但是这个项目的未来前景可以说是一片光明。专业乒乓球拣球机可以应用在业余或专业的乒乓球训练基地或训练学校。使用专业乒乓球拣球机可以大大减少乒乓球训练基地或学校的工作人员和运动员拣球的工作量和工作时间，是运动员可以更好的投入到专业的训练当中，从而取得更好的比赛成绩。 本乒乓球自动捡拾机收到外部信息时，会自动的去定位乒乓球。执行装置采用皮条与桶相结合的结构，在异步电机转动时，执行机构会将乒乓球压入装球装置。本乒乓球捡拾器主要包括：总体结构和行走机构、收球机构、传送机构、传动系统和控制部分等。
通过对本乒乓球捡拾器的设计，我们进本上把大学四年所学全部派上用场。是对我们所学的一次综合测试，特别是机械设计和电机设计方面，例如：机械原理，机械
设计，电路设计等。以及各种应用软件的使用。如AUTODESK CAD、PRO/E、PROTEL、CAXA、Microsoft Word等。
毕业设计是我们大学四年的最后一次阅兵，对我们四年所学知识的检测与归纳，只有通过毕业设计，才能发现问题，踢出问题及解决问题，也是我们从学生时代走上社会大家庭的最后一扇门。
2 乒乓球捡拾机总体设计说明
2.1 设计思想
.这里所设计的乒乓球自动捡拾器是由于乒乓球发球机的出现、利用计算机进行乒乓球运动轨迹分析等，这一系列的出现都使乒乓球运动员能够得到更好的锻炼，取得更好的成绩。 但是随之而来的问题是大量散落在地上的乒乓球。而人工的拾取乒乓球，一次两次之类的还好，但是一旦拾取多了，拾取球的人腰酸背疼不说，而且其效率也不尽如人意。于是乎，乒乓自动球拣拾器的相关设计便成为了一个问题。
但目前为止，国内外市场上还没有乒乓球自动捡球机的出现。没有关门的相关人员去投入到这个项目的研发中。但是这个项目的未来前景可以说是一片光明。专业乒乓球拣球机可以应用在业 余或专业的乒乓球训练基地或训练学校。使用专业乒乓球拣球机可以大大减少乒乓球训练基地或学校的工作人员和运动员拣球的工作量和工作时间，是运动员可以更好的投入到专业的训练当中，从而取得更好的比赛成绩。
通过对乒乓球自动拣拾机的电机、电源选择和分析、整体结构设计、收球机构设计、传送机构设计、装球机构设计、检测装置设计、识别系统设计、定位系统设计，增加和提高了自己对乒乓球捡拾器的了解。该仪器主要有识别系统、定位系统、传送机构、收球机构、装球机构，检测系统组成。
2.2 乒乓球捡拾器方案选取 （1） 用带传动：V带传动结构简单、传动平稳、造价低廉、不需要润滑以及缓冲、吸震、易维护。但是容易产生滑动损失，滞后损失，空气阻力。
（2） 用链传动：链传动它可以在两轴中心相距较远的情况下传递运动和动力、能在低速、重载和高温条件下及灰土飞扬的不良环境中工作、和带传动比较,它能保证准确的平均传动比,传递功率较大,且作用在轴和轴承上的力较小、传递效率较高,一般可达0.95～0.97。但是链条的铰链磨损后,使得节距变大造成脱落现象且安装和维修要求较高。
（3） 用电动机驱动：优点是便于实现正反转，功率大，容易控制，转速精准。缺点是电流大。
（4） 用汽油机驱动：优点是环保节能而且功率大、效率高、使用时间长。缺点是噪音大、排放的气体污染严重。
（5） 用空气动力系统收球：优点是速度快、效率高。缺点是容易连灰尘和垃圾一起吸入。
（6） 用机械系统收球：保证收入的只有乒乓球。缺点是速度相对来说要慢。 因此，经过综合对比，选择（2）（3）（6）。
2.3 总体方案设计
本乒乓球捡拾器前端采用滚筒毛刷配合弧形挡板的结合机构，采用直流电机驱动其转动，将乒乓球收入机器内。然后通过仿传送带式传送机构将乒乓球传送并收入球桶中实现其功能的。
本乒乓球捡拾器主要包括：外形框架结构和行走机构、收球机构、输送机构、控制部分等。
图1 总体外观图
Fig.1 Overall exterior picture
本乒乓球捡拾器是一款适用于各地区中、 大型乒乓球训练基地和训练学校的专业机器，主要功能：捡拾乒乓球馆运动员训练后场地中散落的乒乓球。
简易捡球器
制作人：丁娟
班级：六年级72班
辅导教师：朱群华 肖和健
制作目的：打乒乓球时，球往往会滚得到处都是，弯腰去捡，费时费力，；因此需要制作一个简易、实用的乒乓球捡球工具。 准备材料：大塑料瓶、橡皮筋、竹棍
制作方法：1. 将塑料瓶瓶底剪掉；
2. 在塑料剪切面钻四对小孔；
3. 把橡皮筋剪断，插入对称的小孔中、形成网状；
4. 在瓶口下端剪一个乒乓球大小的孔；
5. 把棍子固定在瓶口。
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