提升非專業乒乓球選手訓練水平的關鍵技術裝置研究*

董 聲 王笑一

提升非專業乒乓球選手訓練水平的關鍵技術裝置研究*

董 聲1王笑一2

（1.河南科技大學體育學院；2.河南科技大學機電工程學院，河南 洛陽 471003）

隨著乒乓球項目的普及和愛好者對輔助器材需求的不斷提高，設計新的發球機成為新的需求和商機。針對現有乒乓球發球機的出球位置單一的問題，嘗試利用現有發球機的優點，研制一種可模擬實戰從不同位置發出不同性質的球的裝置，其核心是將現有乒乓球發球機結構簡化，然后聯網控制，實現多機協同工作。重點是在控制系統上增加聯網功能模塊、出球時間檢測模塊和相關參數設置模塊，精簡原有發球機的機械結構，去掉自動調節發球落點、弧線等的機械裝置，而僅保留最基本的發固定球的機械結構，從而形成具有聯網控制功能的發球機。

提升；非專業乒乓球選手；關鍵技術；裝置

2016年，國家體育總局根據黨中央、國務院的總體部署和“十三五”時期我國體育發展面臨的新形勢、新任務、新要求，發布了《體育產業發展“十三五”規劃》，其中重點提出“鼓勵成立各類體育產業孵化平臺，為體育領域的‘大眾創業、萬眾創新’提供良好環境”。

乒乓球作為我國的國球，在群眾中有非常大的影響力，參與人數眾多，并且有逐年增多的趨勢。由于乒乓球運動具有球體小、球臺小、場地小、參與人數少的特點，加之國民生活水平的提高，個人擁有私人乒乓球場地的數量越來越多，并且對場地、器材配置的要求也越來越高，訓練的方法和手段越來越多樣化。輔助訓練設備和器材滿足了業余乒乓球愛好者的日常訓練要求，比如當前廣泛應用于業余領域的乒乓球發球機，很好地解決了業余愛好者多球訓練問題。但是當前發球機最大的問題在于發球的位置無法改變，這不符合真正比賽的形式，因此，研制一款新型可從不同位置發球的發球機，是一個變革性的突破，針對這一思路，提出一種新的設計，以供大家參考借鑒。

1 發球機發展的歷史及分類

由于現代機械工業源于歐洲，因此機械產品的民用化也發源于歐洲。體育輔助練習機械類產品大概于20世紀六七十年代在歐洲國家被大量發明和應用。乒乓球發球機也是在那時發明的，之后逐漸廣泛應用到全世界乒乓球訓練中。

由于我國是乒乓球強國和大國，愛好者非常廣泛，因此也是發球機的主要生產國和使用國。國外創造性地將發球機引入乒乓球訓練中之后，國內的生產廠家在其發球原理的基礎上，對各個機構進行了各種改良。例如，將底座機構的站立式改為滑輪式，傳動機構的手動式改為自動式，以及發射機構的頻率和速率的各種調整，使得出球的速度和旋轉以及落點都更接近人工發出的球，為使用者設計了各種可能，使得訓練的效率大大提高。但是其設計思路和原理都沒有從最初的束縛中跳出來，重點依然放在對原有機構的改進上，而沒有大膽地設想更為不同的方案。

現有的發球機原理大致分為三種：撞擊式、壓縮式和輪式驅動（包括單輪驅動和雙輪驅動）。撞擊式是直接利用電機帶動推桿，將球直接從發球口撞擊出去，這種設計思路比較直接，且發出的球沒有旋轉的變化，所以已沒了市場，這類產品已經被淘汰。壓縮式，是利用出球口直徑小于球的直徑的原理，用電機帶動推桿，壓縮出球管道內的空氣將球推擠出去，擊出的球會帶有一定的旋轉，但不規律，無法使初學者的動作定型，并且其設計方面也存在缺陷，比如功率太大、噪音太大，因此無法在實際訓練中被廣泛使用，只存在于理論層面。單輪驅動，是利用單面的摩擦力將球發出，使得發出的球的速度和旋轉呈正相關，也就是說，球速慢則旋轉也慢，球速快則旋轉也快。這和實際打乒乓球時的效果不相符（人工擊出的球旋轉強時，球速一般比較慢；球速快時，旋轉則比較弱），因此也沒有得到廣泛的使用。

當前廣泛使用的是雙輪驅動發球機，由兩個電機分別帶動相應裝置。當兩個電機的頻率和轉速一致時，發出的球就是不轉球的；只調節電機的速度，只會單一改變出球速度；當調節其中一個電機的頻率和轉速，發出的球就有了側旋、下旋、上旋等不同的旋轉。這就與實際練習非常接近了（如圖1所示）。

圖1 雙輪驅動發球機原理示意圖

2 提高業余乒乓球愛好者發球機的創新思路

圖2 專業乒乓球陪練（多陪一）示意圖

綜上所述，從目前現有的乒乓球發球機的結構、外觀及原理來看，依然是傳統的模式。對于業余乒乓球愛好者而言，僅僅解決了訓練中的一些難題，比如改變發出的球的旋轉、落點、速度，但發出的球并沒有像實戰中那樣來自不同的位置。來球的落點問題沒有得到根本解決，因此現有的發球機無法模擬實戰。乒乓專業隊可以采用陪練的方式解決這一問題（見圖2），而業余乒乓球愛好者沒有這種條件。那么，在業余乒乓球訓練中，在沒有太多對手進行陪練的情況下，如何利用發球機來解決這一難題，相信這也是廣大業余乒乓球愛好者最想解決的難題。如果本研究可以解決這一難題，在國內市場會具有非常廣大的前景。

3 新型發球機的設計原理

現有乒乓球發球機的出球位置單一，針對這一問題，主要是研究解決如何利用現有發球機的優點，創造性地研制一種可以模擬實戰從不同位置發出不同性質的球的裝置，其核心思想就是將現有乒乓球發球機結構簡化，然后聯網控制，實現多機協同工作。重點是在控制系統上增加聯網功能模塊、出球時間檢測模塊和相關參數設置模塊，精簡原有發球機的機械結構，去掉自動調節發球落點、弧線等的機械裝置，而僅保留最基本的發固定球的機械結構，從而形成具有聯網控制功能的發球機。

在中央控制機上設置發球順序和節拍。可以由一臺微型電腦主機作為中央控制機，也可以由被設置為主機工作方式的發球機的控制器充當中央控制機。中央控制機之間也可以進行相互通信，從而組成更大的網絡。中央控制機還可以和上位計算機（如PC機）進行通信，從而具備更加友好的人機交互界面，實現更加復雜的功能。

采用本技術方案后，對每臺單機的要求降低了很多。發球機的單機只要能發出一種固定性質的球，從一個固定的起點發到一個固定的落點就可以了。在實際訓練過程中，如果需要2種性質或落點的球，就準備2臺單機；如果需要3種球，就準備3臺單機，以此類推。由于每臺單機的價格低廉，即使使用多臺單機也比用一臺復雜的發球機實現上述功能的成本更低。

4 結論

本研究只是提供了一種設計原理與思路，目的是為了給廣大乒乓球愛好者提供更接近實際的練習和比賽條件，以達到練習目標，提高競技水平。但在具體的實施過程，還需要相關的專業人員進行后續的研究與創造。

[1]國務院新聞辦公室網站.國務院關于加快發展體育產業促進體育消費的若干意見[EB/OL].http://www.scio.gov.cn/32344/32345/39620/41550/xgzc41556/Document/1663260/1663260.htm.

[2]中華人民共和國國家發展和改革委員會發展戰略和規劃司網.體育發展“十三五”規劃[EB/OL].https://www.ndrc.gov.cn/fggz/fzzlgh/gjjzxgh/201708/t20170810_1196892.html.

[3]崔靜.自動乒乓球發球機設計及其控制系統的研究[D].長沙：中南大學，2007.

[4]熊志超.業余乒乓球運動員銜接技術的訓練[J].體育學刊，2010（8）：90-93.

Research on Key Technical Devices to Improve the Training Level of Non-professional Table Tennis Players

DONG Sheng, etal.

(Henan University of Science and Technology, Luoyang 471003, Henan, China)