一种乒乓球发球机的出球频率测量装置的制作方法

本实用新型涉及测量装置技术领域，尤其是一种乒乓球发球机的出球频率测量装置。

背景技术：

我国是乒乓球运动最为普及的大国之一，乒乓球运动的发展极大地推动了乒乓球体育器材的开发，其中，乒乓球发球机是项目爱好者及运动员最为熟知的设备。乒乓球发球机可调节的参数有多种，如出球频率、出球速度、旋转等，其中，出球频率是检验乒乓球发球机的重要参数，它可以用来衡量发球机整个运转系统的效率，通常认为出球频率可调节范围越宽，其性能就越好。因此，各生产厂家通常会标示出该参数，并力求通过优化设备的结构设计，努力提高该参数。

为了验证乒乓球发球机所提供的出球频率参数是否准确，就需要相应的测量装置，但从目前搜索的文献中，针对乒乓球发球机出球频率测量的相关报道还相对较少。而从对脉冲信号定时处理的技术中，通常是在下位机直接进行定时累计，得到所需的统计数据，但该方法对于长时间定时来说，其时间累计误差将变大，准确性降低。

技术实现要素：

有鉴于此，本实用新型实施例提供一种准确性高的乒乓球发球机的出球频率测量装置。

本实用新型实施例提供了一种乒乓球发球机的出球频率测量装置，包括测量装置本体、红外发射模块、红外接收模块、电平比较电路、控制器和显示模块，所述测量装置本体设于发球机本体顶端，所述红外发射模块和红外接收模块分别设于发球机本体的出球口两侧，所述红外接收模块的输出端连接电平比较电路的输入端，所述电平比较电路的输出端连接控制器的输入端，所述控制器的输出端连接显示模块的输入端。

进一步，还包括通讯模块，所述通讯模块连接控制器。

进一步，还包括移动终端，所述移动终端连接通讯模块。

进一步，所述红外发射模块和红外接收模块设于同一轴线上。

进一步，还包括电源模块，所述电源模块的输出端分别连接红外发射模块的电源输入端、红外接收模块的电源输入端、电平比较电路的电源输入端、控制器的电源输入端和显示模块的电源输入端。

进一步，所述红外发射模块包括红外二极管和第七电阻，所述红外二极管的阳极连接电源端，所述红外二极管的阴极通过第七电阻接地。

进一步，所述红外接收模块包括红外接收管、第三电容器、第四电容器、第五电阻、第六电阻和tlv3501芯片，所述红外接收管的阳极连接第四电容器的一端，所述第四电容器的另一端连接第六电阻的一端和tlv3501芯片的3脚，所述红外接收管的阴极连接第六电阻的一端，所述第六电阻的另一端连接第三电容器的一端，所述第三电容器的另一端连接第五电阻的一端，所述第五电阻的另一端分别连接tlv3501芯片的2脚和电源端，所述第三电容器的另一端、红外接收管的阳极、tlv3501芯片的4脚和tlv3501芯片的8脚均接地。

进一步，所述通讯模块为蓝牙模块。

上述本实用新型实施例中的一个技术方案具有如下优点：本实用新型的实施例通过红外发射模块和红外接收模块来获取发球机本体的发球频率信号，属于非接触式测量，在获取到发球频率信号的同时不会影响发球机本体的正常工作，准确率高。

附图说明

图1为本实用新型的一种乒乓球发球机的出球频率测量装置的整体结构框图；

图2为本实用新型实施例的测量装置本体的结构示意图；

图3为本实用新型实施例的电源模块的电路原理图；

图4为本实用新型实施例的红外发射模块的电路原理图；

图5为本实用新型实施例的红外接收模块的电路原理图；

图6为本实用新型实施例的控制器与通讯模块的电路原理图。

具体实施方式

参照图1，本实用新型实施例提供了一种乒乓球发球机的出球频率测量装置，包括测量装置本体、红外发射模块、红外接收模块、电平比较电路、控制器和显示模块，所述测量装置本体设于发球机本体顶端，所述红外发射模块和红外接收模块分别设于发球机本体的出球口两侧，所述红外接收模块的输出端连接电平比较电路的输入端，所述电平比较电路的输出端连接控制器的输入端，所述控制器的输出端连接显示模块的输入端。

其中，发球机本体，用于发射乒乓球。

红外发射模块，用于实时发射红外照射光，以便红外接收模块接收红外发射光。本实用新型的红外发射模块可采用如图4所示的电路来实现。

红外接收模块，用于实时接收红外发射模块发射的红外照射光。本实用新型的红外接收模块可采用如图5所示的电路来实现。本实用新型通过红外接收模块和红外发射模块实现对乒乓球的实时感应，并输出相应的模拟信号。

电平比较电路，用于接收红外接收模块发送的模拟信号，然后向控制器反馈ttl电平脉冲信号。具体地，本实用新型通过电平比较电路将红外接收管的信号与阈值电平相比较，得到ttl电平脉冲信号。本实用新型的电平比较电路可采用现有的电平比较电路来实现，在此不再赘述。

控制器，用于根据电平比较电路发出的ttl电平脉冲信号，触发相应的控制信号至显示模块和通讯模块等。本实用新型的控制器可采用现有的mcu来实现，例如图6所示的stc8f2k16s2芯片。

显示模块，用于根据控制器的控制信号进行内容展示，例如展示出球频率数值。

如图2所示，本实施例的测量装置本体通过夹具放置于发球机本体的顶端。

进一步作为优选的实施方式，还包括通讯模块，所述通讯模块连接控制器。

其中，通讯模块，用于实现控制器与远程移动终端之间的数据通讯。通讯模块可采用蓝牙模块来实现，如图6所示，本实施例由型号为stc8f2k16s2的mcu控制器的外部中断io接口p3.7接收数字脉冲信号，再通过串口将该脉冲信号发送到蓝牙模块，蓝牙模块则将信号传输至手机，测量结果可显示在lcd上。

手机上接收到mcu发来的信号后，通过获取手机时钟信号定时1分钟，通过计数方式计算出每分钟内的数字，该数即为乒乓球发球机的出球频率。本实施例可以通过手机端得到出球频率，能够较大地降低测量装置的复杂度，提高测量装置的便携性与准确性。

进一步作为优选的实施方式，还包括移动终端，所述移动终端连接通讯模块。

其中，移动终端包括但不限于智能手机、平板电脑、笔记本电脑和智能手环等。

进一步作为优选的实施方式，所述红外发射模块和红外接收模块设于同一轴线上。

具体地，本实施例的红外发射模块和红外接收模块设于发球机本体的同一轴线上，提高红外光信号的接收准确率。

参照图1，进一步作为优选的实施方式，还包括电源模块，所述电源模块的输出端分别连接红外发射模块的电源输入端、红外接收模块的电源输入端、电平比较电路的电源输入端、控制器的电源输入端和显示模块的电源输入端。

其中，电源模块，用于为红外发射模块、红外接收模块、电平比较电路、控制器和显示模块等提供工作电源，本实施例的电源模块可采用如图3所示的电路来实现。

具体地，如图3所示，本实施例的测量装置由锂电池供电，通过adp3339稳压为3.3伏电压，同时，采用az809实现锂电池低电压报警；当电压低于某一阈值时，az809的2脚输出低电平，led点亮，此时表明锂电池电量低，需及时充电。

参照图4，进一步作为优选的实施方式，所述红外发射模块包括红外二极管d1和第七电阻r7，所述红外二极管d1的阳极连接电源端，所述红外二极管d1的阴极通过第七电阻r7接地。

参照图5，进一步作为优选的实施方式，所述红外接收模块包括红外接收管d2、第三电容器c3、第四电容器c4、第五电阻r5、第六电阻r6和tlv3501芯片，所述红外接收管d2的阳极连接第四电容器c4的一端，所述第四电容器c4的另一端连接第六电阻r6的一端和tlv3501芯片的3脚，所述红外接收管d2的阴极连接第六电阻r6的一端，所述第六电阻r6的另一端连接第三电容器c3的一端，所述第三电容器c3的另一端连接第五电阻r5的一端，所述第五电阻r5的另一端分别连接tlv3501芯片的2脚和电源端，所述第三电容器c3的另一端、红外接收管d2的阳极、tlv3501芯片的4脚和tlv3501芯片的8脚均接地。

其中，如图4所示的红外二极管在开机通电后保持常亮，红外接收管的信号被乒乓球遮挡时，此时只有极小的暗电流，因此高速比较器tlv3501的引脚3的电平被上拉电阻上拉至3.3伏。当红外接收管未被乒乓球遮挡时，红外接收管有较大的漏电流，形成光电流，引脚3的电平被下拉。红外接收管在遮挡与没有遮挡时的电压信号与tlv3501引脚2的电平进行比较，从而输出ttl电平的高低脉冲信号，阈值电平可通过可调电阻r5调整。

进一步作为优选的实施方式，所述通讯模块为蓝牙模块。

下面详细描述本实用新型一种乒乓球发球机的出球频率测量装置的具体工作过程：

发球机本体在工作过程中，当乒乓球飞出出球口的时候，设置在出球口两侧的红外对管接收到乒乓球的出球信号，然后将出球信号发送至电平比较电路，电平比较电路向控制器反馈ttl电平脉冲信号，控制器控制显示模块进行数据展示。同时，控制器还将相应信号通过通讯模块发送至移动终端，本实用新型可以通过移动终端得到出球频率数值，进而返回至控制器，最终通过显示模块进行数据展示。

综上所述，本实用新型一种乒乓球发球机的出球频率测量装置具有以下优点：

1、本实用新型的实施例通过红外发射模块和红外接收模块来获取发球机本体的发球频率信号，属于非接触式测量，在获取到发球频率信号的同时不会影响发球机本体的正常工作，准确率高。

2、本实用新型可以通过手机端得到出球频率，能够较大地降低测量装置的复杂度，提高测量装置的便携性与准确性。

以上是对本实用新型的较佳实施进行了具体说明，但本实用新型并不限于所述实施方式，熟悉本领域的技术人员在不违背本实用新型精神的前提下还可做作出种种的等同变形或替换，这些等同的变形或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。