基于可吸附注塑型雙凹圓乒乓球打乒乓球拍設(shè)計(jì)與預(yù)測模型的研究與分析＊

茍小平，張萬軍，張 峰，張景軒，張景怡，張景妍

（1.隴東學(xué)院 體育學(xué)院，甘肅 慶陽 745000；2.甘肅澤德電子技術(shù)有限公司，甘肅 天水 741003；3.蘭州工業(yè)化設(shè)備有限公司，甘肅 蘭州 730050）

1 問題的提出

設(shè)計(jì)的一種可吸附注塑型雙凹圓乒乓球打乒乓球拍使得擊打球更加容易而且自如[1-4]，該種球拍選材更加嚴(yán)格[5-6]：要求硬度高、彈性大、韌性好，持久耐磨性好，具有很強(qiáng)使用價(jià)值。甘肅澤德電子技術(shù)有限公司的教授級(jí)高級(jí)工程師、高級(jí)經(jīng)濟(jì)師、博士張萬軍研究了一些體育產(chǎn)品進(jìn)行了試驗(yàn)數(shù)據(jù)及曲線模擬[7-30]。

在實(shí)驗(yàn)里建立預(yù)測碰撞運(yùn)動(dòng)學(xué)模型和物理模型，通過MATLAB 仿真。仿真結(jié)果表明：可吸附注塑型雙凹圓乒乓球打乒乓球的模型結(jié)合實(shí)際情況，反映實(shí)際打乒乓球的運(yùn)動(dòng)軌跡；這種可吸附注塑型雙凹圓乒乓球打乒乓球拍在隴東學(xué)院體育學(xué)院進(jìn)行試驗(yàn)取得良好效果，在其他地方使用具有較強(qiáng)的借鑒意義。

2 可吸附注塑型雙凹圓乒乓球打乒乓球拍設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

可吸附注塑型雙凹圓乒乓球打乒乓球拍的三維結(jié)構(gòu)圖如圖1 所示。該教練器的結(jié)構(gòu)簡單，制造方便。增強(qiáng)體育鍛煉者學(xué)習(xí)的興趣，課外訓(xùn)練更安全可靠。

圖1 可吸附注塑型雙凹圓乒乓球拍

從圖1 中可以看出，可吸附注塑型雙凹圓乒乓球拍由以下結(jié)構(gòu)組成：（1）可吸附注塑型雙凹圓乒乓球的隔板凹面中心；（2）可吸附注塑型雙凹圓乒乓球的隔板凹面上緣；（3）可吸附注塑型雙凹圓乒乓球的凹槽把手。

3 可吸附注塑型雙凹圓乒乓球拍的模型研究

可吸附注塑型雙凹圓乒乓球在空中運(yùn)動(dòng)過程中：受到可吸附注塑型雙凹圓乒乓球的重力G=M·g和可吸附注塑型雙凹圓乒乓球的阻力F=l·v2，其中：M 為可吸附注塑型雙凹圓乒乓球的質(zhì)量，g 為可吸附注塑型雙凹圓乒乓球的重力加速度，l 為可吸附注塑型雙凹圓乒乓球的空氣阻力系數(shù)?？晌阶⑺苄碗p凹圓乒乓球的模型。

為了準(zhǔn)確地預(yù)測可吸附注塑型雙凹圓乒乓球的運(yùn)動(dòng)軌跡，需要對(duì)可吸附注塑型雙凹圓乒乓球與桌面的碰撞進(jìn)行建模。

式中：νxout，νyout碰撞的x，y 輸出速度,lx，ly碰撞的x，y 輸出距離νxin，νxin，碰撞的x，y 輸入速度，Bx，By碰撞的x，y 初始距離。

4 結(jié)果與分析

首先，分析了可吸附注塑型雙凹圓乒乓球碰撞的運(yùn)動(dòng)學(xué)模型和物理模型在可吸附注塑型雙凹圓乒乓球飛行軌跡預(yù)測中的應(yīng)用。其次，對(duì)可吸附注塑型雙凹圓乒乓球飛行軌跡預(yù)測的運(yùn)動(dòng)學(xué)模型算法進(jìn)行了改進(jìn)。通過MATLAB 仿真，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明預(yù)測效果很好，如圖2，圖3 所示。

圖2 訓(xùn)練交叉的正太分布的檢驗(yàn)分析1（n=94）

圖3 訓(xùn)練交叉的正太分布的檢驗(yàn)分析2（n=94）

實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：可以更準(zhǔn)確地預(yù)測可吸附注塑型雙凹圓乒乓球的運(yùn)動(dòng)軌跡，滿足可吸附注塑型雙凹圓乒乓球運(yùn)動(dòng)的要求。

5 結(jié)論

可吸附注塑型雙凹圓乒乓球球拍，在實(shí)驗(yàn)里建立預(yù)測碰撞運(yùn)動(dòng)學(xué)模型和物理模型，通過MATLAB仿真。仿真結(jié)果表明：本文可吸附注塑型雙凹圓乒乓球打乒乓球的模型結(jié)合實(shí)際情況，反映實(shí)際打乒乓球的運(yùn)動(dòng)軌跡；這種可吸附注塑型雙凹圓乒乓球打乒乓球拍在隴東學(xué)院體育學(xué)院進(jìn)行試驗(yàn)取得良好效果，在其他地方使用具有較強(qiáng)的借鑒意義。