自動乒乓撿球機的研究與制作

李林熹

一、研究背景

我從小學一年級開始練習乒乓球，在乒乓球訓練過程中，乒乓球會散落一地，每次訓練一段時間，就不得不從地上一個一個將其撿起。如果乒乓球落在寬敞的地方還好，可滾到犄角旮旯撿起來就很費勁，有時還需要鉆到球桌底下去撿，費時費力。

我曾到深圳寶安體校、南頭小學、榕訊俱樂部的球館，向教練以及學員詢問他們撿球的方式與他們認為存在的問題。教練說，為了不讓隊員疲憊，有時會替隊員撿球;正在訓練的同學說，打球訓練累，撿球也很累，如果能有自動撿球機就好了。

目前，球館通常的撿球方法有3種：一種是彎腰用手在地上撿;一種是用簡易撿球網;還有一種是用撿球器，要手拿著一次次戳地面上的乒乓球，讓乒乓球彈到網里。這些撿球方法都很耗時耗力，而且對角落里的球都很無奈。

所以，我想做一套簡單、實用的自動乒乓撿球機，節省體力的同時，提高撿球速度，提升訓練效率。

二、研究思路和方法

有一天，媽媽用吸塵器打掃衛生，灰塵、雜物被“呼呼”吸入。看到此，我突然想能不能利用吸塵器的原理制作一款自動乒乓撿球機呢？為此，我在網上了解了吸塵器的工作原理：吸塵器電機高速旋轉，從吸入口吸入空氣，使塵箱產生一定的真空，灰塵通過地刷、接管、手柄、軟管、主吸管進入塵箱中的濾塵袋內。

根據這個原理，我想出利用家里閑置的吸塵器主機，給撿球器用來吸球用。把閑置的純凈水空桶當成集球器，再制作一根適合乒乓球尺寸的吸管，做出自動撿球機，把乒乓球吸到桶里。我把這個想法告訴了老師，老師鼓勵說我成功的可能性很大。

三、研究與制作過程

（一）參觀實驗室，學習焊接及連接知識

我跟爸爸一起到深圳市窄間隙焊接技術工程實驗室，跟鄭勇智工程師學習了解了不同材料的焊接方法。

（二）制作準備

1.主要部件的選擇與制作

（1）吸球主機的選擇我首先向專業的導購人員了解了吸塵器的參數與

結構。最后，我決定利用家里閑置的吸塵器主機充當吸球主機，變廢為寶。

（2）集球器純凈水桶的選擇

我上網查詢了相關資料，了解到現在常用的純凈水桶有7.5升、11.3升、18.9升，材料都是PC聚碳酸酯。為此，我也到送水店進行了實際了解。

根據國際乒聯規定，比賽用乒乓球的直徑為40.00～40.60毫米，每只乒乓球為2.53～2.70克。據此，我簡單計算了一下，扣除乒乓球擠在一起的空隙，得出數據如表1所示。在日常的單人訓練中，100～200個球就夠用了，所以我選擇了11.3升的桶。

（3）吸管的選擇

吸管的直徑必須大于乒乓球的直徑，所以爸爸幫我購買了外徑為48毫米、內徑為43毫米的塑料硬管，作為吸管用。

2.設計產品構思圖

根據我的構思，高文軍工程師幫我在電腦上制作了3D效果圖和設計圖。

（三）實際制作

除了利用閑置的吸塵器主機和純凈水空桶、塑料墊外，爸爸還幫我購買了制作撿球機使用的材料及工具，包括PVC透明硬管、AB強力膠水、ERGO瑞士膠水、玻璃膠、裁板刀、鉗子、尺子等。

在爸爸及鄭勇智工程師的指導下，我自己動手，首先對泡沫墊進行裁剪，根據尺寸制作防撞墊、緩沖皮，并用專用膠水把防撞墊粘到吸塵器主機上，把緩沖皮粘到吸管的一端。然后，將吸管另一端切割成45°斜面，并在吸管前端粘上滑輪，可以推動行走。通過熱風軟化、焊接，在集球桶底部開孔，并切割集塵盒。完成之后，進行塑料焊接，把集球桶與集塵盒緊密連接，黏結、組裝幾個步驟，我成功制作出了一款自動乒乓撿球機（如下圖）。

（四）功能驗證

在南頭小學乒乓球館，我請隊員和教練一起驗證我制作的這臺自動乒乓撿球機的功能。實踐操作表明，自動乒乓撿球機能使隊員不用再費力用手或者其他簡易撿球網撿球，容易撿起球桌底下、擋板邊上等不容易撿的球，撿球快，不到1分鐘可撿起約200個乒乓球，比之前的撿球速度提高2～3倍。而且它輕便、易攜帶，裝滿球后，整個撿球機才1.4千克。最重要的是制作工藝簡單，小學生也可完成。

當然，它還有一些不足之處亟須改善。比如，樣式可以制作得更美觀，更容易使用;可以配上能自動行走和自動識別裝置，使撿球更加自動化。