乒乓球运动轨迹的物理学原理分析及Matlab三维仿真模拟

基于动能定理、角动量定理、动量守恒定律等物理学原理,建立力学模型并结合实战对发球过程进行分析。然后,利用Matlab软件对分析出来的理论进行模拟,调节参数,描绘出不同参数的乒乓球发球轨迹图。通过Matlab模拟出来的图像,运动员可更直观地看到不同参数对乒乓球轨迹的影响,更直观地理解乒乓球的发球理论,以帮助其提高实战技术。

基于计算机视觉技术的乒乓球技术动作AI评分系统研究与设计

鉴于目前乒乓球教学中存在学生挥拍动作不规范、个性化施教不足及教学效率相对较低的三大问题,基于AI(人工智能)计算机视觉技术设计乒乓球技术动作AI评分系统。该系统结合广东科学技术职业学院乒乓球精品课程建设,以乒乓球八个基本技术动作构建AI模型,使用目标检测、姿态估计、动作识别算法对学生的实际动作进行AI评分。实验结果表明,使用乒乓球技术动作AI评分系统有利于开展个性化教学,提高了教学效率,还能支持远程教学,可以在乒乓球教学中推广应用。

多方向移动训练对青少年乒乓球运动员移动速度与灵敏性的影响研究

目的:探讨多方向移动训练对青少年乒乓球运动员移动速度与灵敏性的影响,旨在为提高我国乒乓球运动员的运动能力提供参考。方法:16名辽宁省青少年乒乓球运动员随机分为实验组和对照组,每组各8人。在为期8周的实验干预期间,实验组进行多方向移动训练,对照组进行传统体能训练,训练前后分别测试两组运动员的移动速度(30m冲刺跑、T字型跑、1min跳绳)、灵敏性(伊利诺斯跑、十字象限跳、左右横跨)以及专项指标(球台推挡侧身扑右、全台不定点摆速度),比较实验前后两组运动员各指标的变化。结果:实验前对照组和实验组移动速度与灵敏性各指标成绩均无显著性差异(P>0.05);实验后对照组移动速度与灵敏性各指标成绩与实验前相比均无显著性差异(P>0.05),实验组移动速度和灵敏性各指标成绩与实验前相比,除30m冲刺跑略有提高但差异不显著(P>0.05),其他指标成绩均有显著性提高(P<0.05);实验后实验组移动速度与灵敏性各指标成绩除30m冲刺跑之外其他指标成绩均显著高于对照组(P<0.05)。结论:多方向移动训练能够有效提高青少年乒乓球运动员的移动速度与灵敏性,且训练效果要好于传统体能训练方式。

乒乓球弧圈球的空气动力学原理及其飞行轨迹的仿真分析

建立了乒乓球运动的动力学数学模型。弧圈球的运动是一个各种物理力学综合作用的过程,这些力包括重力、浮力、附加质量力、飞行阻力和Magnus力。通过求解乒乓球运动的数学模型,分析了弧圈球在不同情况下的飞行轨迹和运动规律。结果发现,乒乓球的旋转速率对其运行轨迹有直接影响,不同旋转速率的弧圈球的第1弧线和第2弧线有明显的区别。深入分析表明,弧圈球的速度和加速度在飞行过程中是不断变化的,Magnus力和球运动方向的变化是导致乒乓球速度变化的重要原因。

乒乓球运动员对发球旋转的认知加工特征

目的:探讨不同水平女子乒乓球运动员对发球旋转认知加工的特征。方法:研究对象为国际健将级和二级乒乓球运动员。采用录像视频时间阻断的方法对被试进行测试和评价。结果:国际健将运动员发球旋转判断的准确性好于二级运动员,反应时间慢于二级运动员。信息量影响运动员旋转方式的判断。不同水平运动员的视觉搜索方式存在差异。结论:在速度—准确率的权衡上,国际健将级运动员发球旋转判断偏重于准确性。运动员旋转方式的判断准确性不均衡,运动员对转球和侧上旋判断优于对不转和侧下旋的判断。信息量影响运动员旋转方式判断的准确性。在触球瞬间和球到发球方球台时运动员对侧下旋的判断最好。当球落至发球方球台时运动员对旋转的判断准确性由高到低依次是转球、侧下旋、不转球的判断。在视觉搜索方式和行为反应的关系上,国际健将组运动员表现为注视频率低,眼跳距离短,准确性高,反应时慢的特征;二级组运动员呈现为注视频率高,眼跳距离长,准确性低,反应时快的特征。

不同刺激呈现方式对乒乓球运动员视觉搜索特征的影响

采用10名乒乓球专业运动员和10名乒乓球初学者为被试,以乒乓球接发球为运动情境片段,对优秀乒乓球运动员的视觉搜索特征进行实验性研究,同时对静态和动态不同刺激呈现条件下运动员视觉搜索特征进行比较,探讨不同实验素材对于运动中视觉搜索特征的影响。研究结果表明,1)在不同的刺激呈现条件下,专家和新手乒乓球运动员的视觉搜索特征存在明显差异;2)运动水平在反应准确性和反应时均表现出一致的趋势,运动水平越高,反应时和反应准确性越好。在动态运动情境刺激下反应时和反应准确性优于静态情境;3)专业运动员采用了相对合理的搜索模式,注视时间越短、注视次数越少、眼跳距离越小,注视分配和注视轨迹比较简单、集中。动态情境下这种搜索模式表现更为明显。

有机胶水禁用对乒乓球运动的多维影响及对策研究

采用文献资料法、逻辑分析法对有机胶水和无机胶水的区别进行分析,并进一步从乒乓球技术的发展,世界乒坛格局可能产生的变化,乒乓球运动自身的发展,奥林匹克运动等方面阐述了有机胶水禁用引发的多维影响。认为针对有机胶水的禁用,应摆正心态从容面对;加大科研投入;加强体能训练;争创品牌、开拓市场、引导潮流。

基于计算流体力学方法的乒乓球轨迹仿真

采用计算流体力学(CFD)方法获取乒乓球在不同运动状态下的流场及轨迹,与运动学求解方法进行比较验证CFD方法的优越性。结果显示:基于CFD方法的计算结果比运动学求解方法更符合实际;旋转方向对乒乓球轨迹有很大影响,上旋球轨迹偏低,下旋球轨迹偏高,侧旋球轨迹向左向偏转;旋转速度对乒乓球轨迹也有很大影响,上旋球乒乓球旋转速度越大其落点距离越近;乒乓球的旋转运动将导致更为复杂的流场状态。

乒乓球运动员发球落点判断过程中视觉搜索的眼动特征

采用眼动记录技术,对乒乓球运动员与普通大学生的眼动规律进行实验研究,分析乒乓球运动员在运动情景中视觉搜索的特征。结果显示:乒乓球运动员在处理运动情景信息过程中,在反应时和准确性方面具有明显优势;乒乓球运动员在运动情景中的视觉搜索存在时间、空间上的优势。

乒乓球改大球后技术动作和打法的变化

38mm乒乓球改为40mm乒乓球,使乒乓球在运行中的速度、旋转、反弹角度等发生了相应的变化,增加了击球回合次数,提高了乒乓球运动的观赏性,同时也给乒乓球运动的技术动作和打法带来了新的挑战。必须了解各种变化,调整技术动作,才能更好地掌握乒乓球技术,提高运动技术水平。

干预纠正练习对中国高水平乒乓球运动员功能性动作筛查测试分值影响的研究

通过实验法和数理统计,针对中国乒乓球男、女国家二队运动员在功能性动作筛查测试中出现的问题做针对性纠正干预,分为实验组和控制组两个组别,通过对实验组施加为期4周和6周的干预纠正后重测得出以下结果:1)实验组别:初始测试和4周干预后得分有显著性差异(P=0.000);初始测试和6周干预后得分有显著性差异(P=0.000);4周干预后和6周干预后得分没有显著性差异(P=1.000)。2)对照组别:初始测试和4周干预后得分没有显著性差异(P=0.488);初始测试和6周干预后得分没有显著性差异(P=1.000);4周干预后和6周干预后得分没有显著性差异(P=1.000)。3)4周、6周干预后,实验组阈值以下人数由35%分别减少到5%、0%,对照组4周后测试没有发生变化,4~6周过程中只有1人发生了变化。4)4周、6周干预后,实验组不对称人数由初始11人分别减少到2人、1人。

乒乓球拍微结构对乒乓球与球拍碰撞过程的研究

利用商用有限元软件MSC．MARC,通过对乒乓球与球拍碰撞过程的数值模拟,着重研究由传统木材和碳纤维复合材料板叠合而成的乒乓球拍的微结构对碰撞后乒乓球运动规律的影响,为优化设计新型球拍提供理论依据。

乒乓球高抛发球仿真系统的研制

从乒乓球发球的抛球、拍击球、球飞行、球与球台碰撞4个过程进行建模,编写高抛发球的动态仿真软件,研究各种因素(例如抛球高度、抛球角度、触球点、发球线路等)对发球飞行弧线的影响。实验结果表明:发球时,球抛得越高,飞行弧线会越高、越长。

运用计算机仿真技术对乒乓球碰撞的研究

采用计算机仿真研究法和理论力学分析法,对两种类型的弧圈球打法的球与台面碰撞后球的状态变化规律进行研究和比较,结果发现两种研究方法得出相同结论,即前冲弧圈球速度有所减慢,但旋转增强,加转弧圈球速度加快,但旋转减弱。表明可以将计算机仿真技术有效地应用于有关乒乓球的动力学研究及其状态的测量中,对实践也具有一定的指导意义。

2008年奥运会乒乓球馆预应力施工技术

北京大学乒乓球馆用于第29届奥运会乒乓球比赛,该场馆屋盖采用预应力张弦桁架结构,预应力作用于钢结构辐射桁架的下弦。结合施工仿真计算和现场实测结果,介绍了此类结构的预应力施工技术和特点。

带有二维模拟系统的乒乓球回球落点训练装置研制

为提高乒乓球运动员的专项技能水平,研制一种带有二维模拟系统的乒乓球回球落点训练装置。该仪器由乒乓球台、N个击打单元、二维模拟系统和控制单元等部分组成。以运动员视觉信息加工特征及运动技能形成的机制为原理,目的在于提高乒乓球运动员回球的准确性、技术动作的正确性和比赛的应变性。通过将认知信息加工与动作行为应答融为一体,以变化的情景模拟训练和有效的科学监控,实现运动员专项技能的可控化训练。

教学型高仿真乒乓球发球机械手设计

采用气液联动、PLC控制的方式,高度模拟真人挥动手臂的发球方式,用液压缸带动发球机移动变位,用气压缸模拟手臂动作,用伺服电机带动球拍模拟手腕角度发出旋转球,同时用PLC控制各执行机构运动,突破了现有摩擦轮发球和一般直板式发球模式的局限,可实现各种旋球的随机变向变位发球,具有高度仿真性。

乒乓球飞行运动学模型的建立与仿真

应用流体力学原理,分析了乒乓球在飞行中的运动状况,建立了它的运动方程,并应用Matlab6.5仿真技术对理论模型进行了分析与论证.

无机胶水对世界乒乓球运动技术发展趋势的影响

运用专家访谈法、文献资料法、录像观察法、三段指标法以及数理统计法,对14名世界优秀男乒选手使用无机胶水后参加的28场151局比赛进行了系统分析与研究.结果表明:1)使用无机胶水后,世界优秀男乒选手接抢段使用率大幅上升,而发抢段使用率无明显变化,导致相持段使用率下降,说明使用无机胶水后比赛重心已经向前四板转移,今后优秀运动员之间前四板的争夺将会更加激烈.2)使用无机胶水后,世界优秀选手相持段得分率大幅下降,多名世界顶尖球员相持段得分率评估结果不及格,三段法评估标准有必要进行重新修订.

基于OpenGL乒乓球机器人手臂分解加速度仿真

为提高6自由度乒乓球机器人手臂的击球命中率,在Windows框架下,利用OpenGL和C++的混合编程建立了机器人手臂模型,并运用分解加速度控制算法和函数插值算法对机械手臂末端进行轨迹规划控制,实现了手臂末端沿直线和抛物线2种轨迹运动。仿真结果表明,分解加速度控制算法能够提高手臂击球的命中率。