周海濤++杜艷婷++沙承玉

摘要：在健身房利用跑步機(jī)或動(dòng)感單車進(jìn)行健身時(shí)，為了提高健身效果，每次鍛煉往往需要較長(zhǎng)時(shí)間,鍛煉過程較為枯燥。而且耗能極高，每小時(shí)平均耗電1.2kw·h 。為了解決運(yùn)動(dòng)過程中耗能高的問題，我們?cè)O(shè)計(jì)了一種基本實(shí)現(xiàn)零耗能的雙人運(yùn)動(dòng)健身裝置。 本健身機(jī)能滿足雙人同時(shí)運(yùn)動(dòng)，并且避免了停電條件下無法使用的問題，達(dá)到了安全、節(jié)能的效果。實(shí)現(xiàn)了運(yùn)動(dòng)鍛煉、交流兩不誤。同時(shí)，傳動(dòng)軸之間的帶傳動(dòng)，具有緩沖運(yùn)動(dòng)沖擊，使跑步機(jī)運(yùn)行平穩(wěn)的作用。

關(guān)鍵詞：雙人健身；節(jié)能；動(dòng)感單車；跑步機(jī)

一、研制背景及意義

傳統(tǒng)的動(dòng)感單車是傳動(dòng)式機(jī)械，它的傳動(dòng)裝置包括：主動(dòng)齒輪（通稱輪盤）、被動(dòng)齒輪（通稱飛輪）、鏈條及變速器等。健身者騎動(dòng)自行車，通過踏板帶動(dòng)齒輪旋轉(zhuǎn)，最后健身者消耗的能量轉(zhuǎn)化為齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)的動(dòng)能最后消失，沒有得到有效利用。跑步機(jī)分為機(jī)械式跑步機(jī)和電動(dòng)跑步機(jī)，其中機(jī)械式跑步機(jī)屬于主動(dòng)式跑步方式，跑步的快慢由自己掌握，不需耗費(fèi)外來能源，而電動(dòng)跑步機(jī)是健身房及家庭較高檔的器材，它通過電機(jī)帶動(dòng)跑帶使人以不同的速度被動(dòng)地跑步或走動(dòng)。

本設(shè)計(jì)方式利用電動(dòng)跑步機(jī)原理，將跑步機(jī)動(dòng)力源換為健身者騎動(dòng)動(dòng)感單車所產(chǎn)生的動(dòng)力，撤去動(dòng)感單車中的飛輪裝置，跑步機(jī)相當(dāng)于動(dòng)感單車的重載部分。人騎健身車所產(chǎn)生的機(jī)械能，可帶動(dòng)跑步機(jī)運(yùn)動(dòng)，同時(shí)，又可將其轉(zhuǎn)化為電能儲(chǔ)存到蓄電池中，可供備用。另一方面，雙人可邊運(yùn)動(dòng)邊交流，有利于促進(jìn)交流增加情感。

二、設(shè)計(jì)方案

本健身機(jī)主要由動(dòng)感單車、連接機(jī)構(gòu)和跑步機(jī)三個(gè)部分構(gòu)成，整體結(jié)構(gòu)如圖所示。

圖1 雙人健身機(jī)整體結(jié)構(gòu)圖

（一）動(dòng)感單車及跑步機(jī)各部分結(jié)構(gòu)圖

圖2跑步機(jī)整體結(jié)構(gòu)圖

圖3 動(dòng)感單車整體結(jié)構(gòu)圖

動(dòng)感單車主要由車架、底板、齒輪組成。車架為主體結(jié)構(gòu)，動(dòng)感單車通過底板與跑步機(jī)部分固定連接，齒輪為傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，通過鏈條與跑步機(jī)傳動(dòng)。

本設(shè)計(jì)方案中動(dòng)感單車為主動(dòng)件，為了滿足跑步機(jī)上跑步者需要的不同跑步速度，動(dòng)感單車上裝有4個(gè)齒數(shù)不同的齒輪，齒數(shù)分別為12、20、30、40，跑步者可以根據(jù)需求調(diào)節(jié)4個(gè)不同檔位。

（二）連接部分。根據(jù)預(yù)期達(dá)到的效果我們?cè)O(shè)計(jì)該裝置能有三種工作狀態(tài)：動(dòng)感單車和跑步機(jī)同時(shí)工作；動(dòng)感單車單獨(dú)工作；跑步機(jī)單獨(dú)工作。

齒輪與軸套固接為一個(gè)整體，軸固定于支座，通過操縱桿調(diào)整軸套，軸套在固定軸上滑動(dòng)改變位置從而使軸套上左右的齒輪嵌入內(nèi)齒輪中，傳遞動(dòng)力，帶動(dòng)下一構(gòu)件。機(jī)構(gòu)中傳動(dòng)帶都與軸套連接為整體，運(yùn)動(dòng)狀態(tài)相同。各工作狀態(tài)具體實(shí)現(xiàn)方案分析如下。

（1）同時(shí)工作。將傳動(dòng)軸1上的操作桿1掰到右位，軸套上的外齒輪與相對(duì)應(yīng)的內(nèi)齒輪嚙合。動(dòng)感單車的動(dòng)力經(jīng)鏈條2傳至軸套上的外齒輪，再經(jīng)過內(nèi)齒輪，帶1將動(dòng)力傳送至傳動(dòng)軸2。將傳動(dòng)軸2上的操作桿2掰到左位。動(dòng)力自帶2傳遞給第一滾筒。最后第一滾筒將動(dòng)力傳送至跑步機(jī)履帶，實(shí)現(xiàn)動(dòng)感單車與跑步機(jī)同時(shí)工作。（2）動(dòng)感單車單獨(dú)工作。將傳動(dòng)軸1上的操作桿1及傳動(dòng)軸2上的操作桿2都掰到右位。傳動(dòng)軸1上的傳動(dòng)方式與動(dòng)感單車、跑步機(jī)同時(shí)工作是傳動(dòng)方式相同。當(dāng)動(dòng)力傳至傳動(dòng)軸2時(shí)，由于操作桿2調(diào)整至右位，通過兩嚙合齒輪，鏈輪的轉(zhuǎn)速通過鏈4傳至發(fā)電箱，將動(dòng)力轉(zhuǎn)化為電力儲(chǔ)存。在實(shí)現(xiàn)動(dòng)感單車單獨(dú)工作的同時(shí)進(jìn)行發(fā)電儲(chǔ)能。（3 ）跑步機(jī)單獨(dú)工作。將傳動(dòng)軸1上的操作桿1及傳動(dòng)軸2上的操作桿都掰到左位。齒輪一3通過接入動(dòng)感單車單獨(dú)工作時(shí)儲(chǔ)存的電能（若這部分電力不足，則通過外接電源）接收動(dòng)力，通過由于軸套位置相應(yīng)被調(diào)整至左位，軸套左位上的齒輪與內(nèi)齒輪相嚙合，動(dòng)力傳至軸套，再通過傳動(dòng)帶傳送到傳動(dòng)軸2。傳動(dòng)軸2上的傳動(dòng)方式與動(dòng)感單車、跑步機(jī)同時(shí)工作是傳動(dòng)方式相同。實(shí)現(xiàn)跑步機(jī)單獨(dú)工作。

三、創(chuàng)新點(diǎn)

本作品的創(chuàng)新點(diǎn)在于將動(dòng)感單車與跑步機(jī)連接起來，利用動(dòng)感單車給跑步機(jī)提供動(dòng)力，節(jié)約了部分跑步機(jī)原本需要的電能。第二，動(dòng)感單車和跑步機(jī)均設(shè)有單人檔位和雙人檔位，能滿足動(dòng)感單車單獨(dú)工作、跑步機(jī)單獨(dú)工作、兩者同時(shí)工作的不同需求。第三，動(dòng)感單車?yán)谬X數(shù)不同的齒輪傳動(dòng)，可滿足跑步者的不同速度需求。第四 將動(dòng)感單車與跑步機(jī)結(jié)合，可滿足兩人同時(shí)運(yùn)動(dòng)，增加了健身的趣味性。

參考文獻(xiàn)：

[1] 黃華梁、彭文生.機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ). 高等教育出版社，2002

[2] 何銘新、錢可強(qiáng).機(jī)械制圖. 高等教育出版社，2004

endprint

摘要：在健身房利用跑步機(jī)或動(dòng)感單車進(jìn)行健身時(shí)，為了提高健身效果，每次鍛煉往往需要較長(zhǎng)時(shí)間,鍛煉過程較為枯燥。而且耗能極高，每小時(shí)平均耗電1.2kw·h 。為了解決運(yùn)動(dòng)過程中耗能高的問題，我們?cè)O(shè)計(jì)了一種基本實(shí)現(xiàn)零耗能的雙人運(yùn)動(dòng)健身裝置。 本健身機(jī)能滿足雙人同時(shí)運(yùn)動(dòng)，并且避免了停電條件下無法使用的問題，達(dá)到了安全、節(jié)能的效果。實(shí)現(xiàn)了運(yùn)動(dòng)鍛煉、交流兩不誤。同時(shí)，傳動(dòng)軸之間的帶傳動(dòng)，具有緩沖運(yùn)動(dòng)沖擊，使跑步機(jī)運(yùn)行平穩(wěn)的作用。

關(guān)鍵詞：雙人健身；節(jié)能；動(dòng)感單車；跑步機(jī)

一、研制背景及意義

傳統(tǒng)的動(dòng)感單車是傳動(dòng)式機(jī)械，它的傳動(dòng)裝置包括：主動(dòng)齒輪（通稱輪盤）、被動(dòng)齒輪（通稱飛輪）、鏈條及變速器等。健身者騎動(dòng)自行車，通過踏板帶動(dòng)齒輪旋轉(zhuǎn)，最后健身者消耗的能量轉(zhuǎn)化為齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)的動(dòng)能最后消失，沒有得到有效利用。跑步機(jī)分為機(jī)械式跑步機(jī)和電動(dòng)跑步機(jī)，其中機(jī)械式跑步機(jī)屬于主動(dòng)式跑步方式，跑步的快慢由自己掌握，不需耗費(fèi)外來能源，而電動(dòng)跑步機(jī)是健身房及家庭較高檔的器材，它通過電機(jī)帶動(dòng)跑帶使人以不同的速度被動(dòng)地跑步或走動(dòng)。

本設(shè)計(jì)方式利用電動(dòng)跑步機(jī)原理，將跑步機(jī)動(dòng)力源換為健身者騎動(dòng)動(dòng)感單車所產(chǎn)生的動(dòng)力，撤去動(dòng)感單車中的飛輪裝置，跑步機(jī)相當(dāng)于動(dòng)感單車的重載部分。人騎健身車所產(chǎn)生的機(jī)械能，可帶動(dòng)跑步機(jī)運(yùn)動(dòng)，同時(shí)，又可將其轉(zhuǎn)化為電能儲(chǔ)存到蓄電池中，可供備用。另一方面，雙人可邊運(yùn)動(dòng)邊交流，有利于促進(jìn)交流增加情感。

二、設(shè)計(jì)方案

本健身機(jī)主要由動(dòng)感單車、連接機(jī)構(gòu)和跑步機(jī)三個(gè)部分構(gòu)成，整體結(jié)構(gòu)如圖所示。

圖1 雙人健身機(jī)整體結(jié)構(gòu)圖

（一）動(dòng)感單車及跑步機(jī)各部分結(jié)構(gòu)圖

圖2跑步機(jī)整體結(jié)構(gòu)圖

圖3 動(dòng)感單車整體結(jié)構(gòu)圖

動(dòng)感單車主要由車架、底板、齒輪組成。車架為主體結(jié)構(gòu)，動(dòng)感單車通過底板與跑步機(jī)部分固定連接，齒輪為傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，通過鏈條與跑步機(jī)傳動(dòng)。

本設(shè)計(jì)方案中動(dòng)感單車為主動(dòng)件，為了滿足跑步機(jī)上跑步者需要的不同跑步速度，動(dòng)感單車上裝有4個(gè)齒數(shù)不同的齒輪，齒數(shù)分別為12、20、30、40，跑步者可以根據(jù)需求調(diào)節(jié)4個(gè)不同檔位。

（二）連接部分。根據(jù)預(yù)期達(dá)到的效果我們?cè)O(shè)計(jì)該裝置能有三種工作狀態(tài)：動(dòng)感單車和跑步機(jī)同時(shí)工作；動(dòng)感單車單獨(dú)工作；跑步機(jī)單獨(dú)工作。

齒輪與軸套固接為一個(gè)整體，軸固定于支座，通過操縱桿調(diào)整軸套，軸套在固定軸上滑動(dòng)改變位置從而使軸套上左右的齒輪嵌入內(nèi)齒輪中，傳遞動(dòng)力，帶動(dòng)下一構(gòu)件。機(jī)構(gòu)中傳動(dòng)帶都與軸套連接為整體，運(yùn)動(dòng)狀態(tài)相同。各工作狀態(tài)具體實(shí)現(xiàn)方案分析如下。

（1）同時(shí)工作。將傳動(dòng)軸1上的操作桿1掰到右位，軸套上的外齒輪與相對(duì)應(yīng)的內(nèi)齒輪嚙合。動(dòng)感單車的動(dòng)力經(jīng)鏈條2傳至軸套上的外齒輪，再經(jīng)過內(nèi)齒輪，帶1將動(dòng)力傳送至傳動(dòng)軸2。將傳動(dòng)軸2上的操作桿2掰到左位。動(dòng)力自帶2傳遞給第一滾筒。最后第一滾筒將動(dòng)力傳送至跑步機(jī)履帶，實(shí)現(xiàn)動(dòng)感單車與跑步機(jī)同時(shí)工作。（2）動(dòng)感單車單獨(dú)工作。將傳動(dòng)軸1上的操作桿1及傳動(dòng)軸2上的操作桿2都掰到右位。傳動(dòng)軸1上的傳動(dòng)方式與動(dòng)感單車、跑步機(jī)同時(shí)工作是傳動(dòng)方式相同。當(dāng)動(dòng)力傳至傳動(dòng)軸2時(shí)，由于操作桿2調(diào)整至右位，通過兩嚙合齒輪，鏈輪的轉(zhuǎn)速通過鏈4傳至發(fā)電箱，將動(dòng)力轉(zhuǎn)化為電力儲(chǔ)存。在實(shí)現(xiàn)動(dòng)感單車單獨(dú)工作的同時(shí)進(jìn)行發(fā)電儲(chǔ)能。（3 ）跑步機(jī)單獨(dú)工作。將傳動(dòng)軸1上的操作桿1及傳動(dòng)軸2上的操作桿都掰到左位。齒輪一3通過接入動(dòng)感單車單獨(dú)工作時(shí)儲(chǔ)存的電能（若這部分電力不足，則通過外接電源）接收動(dòng)力，通過由于軸套位置相應(yīng)被調(diào)整至左位，軸套左位上的齒輪與內(nèi)齒輪相嚙合，動(dòng)力傳至軸套，再通過傳動(dòng)帶傳送到傳動(dòng)軸2。傳動(dòng)軸2上的傳動(dòng)方式與動(dòng)感單車、跑步機(jī)同時(shí)工作是傳動(dòng)方式相同。實(shí)現(xiàn)跑步機(jī)單獨(dú)工作。

三、創(chuàng)新點(diǎn)

本作品的創(chuàng)新點(diǎn)在于將動(dòng)感單車與跑步機(jī)連接起來，利用動(dòng)感單車給跑步機(jī)提供動(dòng)力，節(jié)約了部分跑步機(jī)原本需要的電能。第二，動(dòng)感單車和跑步機(jī)均設(shè)有單人檔位和雙人檔位，能滿足動(dòng)感單車單獨(dú)工作、跑步機(jī)單獨(dú)工作、兩者同時(shí)工作的不同需求。第三，動(dòng)感單車?yán)谬X數(shù)不同的齒輪傳動(dòng)，可滿足跑步者的不同速度需求。第四 將動(dòng)感單車與跑步機(jī)結(jié)合，可滿足兩人同時(shí)運(yùn)動(dòng)，增加了健身的趣味性。

參考文獻(xiàn)：

[1] 黃華梁、彭文生.機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ). 高等教育出版社，2002

[2] 何銘新、錢可強(qiáng).機(jī)械制圖. 高等教育出版社，2004

endprint

摘要：在健身房利用跑步機(jī)或動(dòng)感單車進(jìn)行健身時(shí)，為了提高健身效果，每次鍛煉往往需要較長(zhǎng)時(shí)間,鍛煉過程較為枯燥。而且耗能極高，每小時(shí)平均耗電1.2kw·h 。為了解決運(yùn)動(dòng)過程中耗能高的問題，我們?cè)O(shè)計(jì)了一種基本實(shí)現(xiàn)零耗能的雙人運(yùn)動(dòng)健身裝置。 本健身機(jī)能滿足雙人同時(shí)運(yùn)動(dòng)，并且避免了停電條件下無法使用的問題，達(dá)到了安全、節(jié)能的效果。實(shí)現(xiàn)了運(yùn)動(dòng)鍛煉、交流兩不誤。同時(shí)，傳動(dòng)軸之間的帶傳動(dòng)，具有緩沖運(yùn)動(dòng)沖擊，使跑步機(jī)運(yùn)行平穩(wěn)的作用。

關(guān)鍵詞：雙人健身；節(jié)能；動(dòng)感單車；跑步機(jī)

一、研制背景及意義

傳統(tǒng)的動(dòng)感單車是傳動(dòng)式機(jī)械，它的傳動(dòng)裝置包括：主動(dòng)齒輪（通稱輪盤）、被動(dòng)齒輪（通稱飛輪）、鏈條及變速器等。健身者騎動(dòng)自行車，通過踏板帶動(dòng)齒輪旋轉(zhuǎn)，最后健身者消耗的能量轉(zhuǎn)化為齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)的動(dòng)能最后消失，沒有得到有效利用。跑步機(jī)分為機(jī)械式跑步機(jī)和電動(dòng)跑步機(jī)，其中機(jī)械式跑步機(jī)屬于主動(dòng)式跑步方式，跑步的快慢由自己掌握，不需耗費(fèi)外來能源，而電動(dòng)跑步機(jī)是健身房及家庭較高檔的器材，它通過電機(jī)帶動(dòng)跑帶使人以不同的速度被動(dòng)地跑步或走動(dòng)。

本設(shè)計(jì)方式利用電動(dòng)跑步機(jī)原理，將跑步機(jī)動(dòng)力源換為健身者騎動(dòng)動(dòng)感單車所產(chǎn)生的動(dòng)力，撤去動(dòng)感單車中的飛輪裝置，跑步機(jī)相當(dāng)于動(dòng)感單車的重載部分。人騎健身車所產(chǎn)生的機(jī)械能，可帶動(dòng)跑步機(jī)運(yùn)動(dòng)，同時(shí)，又可將其轉(zhuǎn)化為電能儲(chǔ)存到蓄電池中，可供備用。另一方面，雙人可邊運(yùn)動(dòng)邊交流，有利于促進(jìn)交流增加情感。

二、設(shè)計(jì)方案

本健身機(jī)主要由動(dòng)感單車、連接機(jī)構(gòu)和跑步機(jī)三個(gè)部分構(gòu)成，整體結(jié)構(gòu)如圖所示。

圖1 雙人健身機(jī)整體結(jié)構(gòu)圖

（一）動(dòng)感單車及跑步機(jī)各部分結(jié)構(gòu)圖

圖2跑步機(jī)整體結(jié)構(gòu)圖

圖3 動(dòng)感單車整體結(jié)構(gòu)圖

動(dòng)感單車主要由車架、底板、齒輪組成。車架為主體結(jié)構(gòu)，動(dòng)感單車通過底板與跑步機(jī)部分固定連接，齒輪為傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，通過鏈條與跑步機(jī)傳動(dòng)。

本設(shè)計(jì)方案中動(dòng)感單車為主動(dòng)件，為了滿足跑步機(jī)上跑步者需要的不同跑步速度，動(dòng)感單車上裝有4個(gè)齒數(shù)不同的齒輪，齒數(shù)分別為12、20、30、40，跑步者可以根據(jù)需求調(diào)節(jié)4個(gè)不同檔位。

（二）連接部分。根據(jù)預(yù)期達(dá)到的效果我們?cè)O(shè)計(jì)該裝置能有三種工作狀態(tài)：動(dòng)感單車和跑步機(jī)同時(shí)工作；動(dòng)感單車單獨(dú)工作；跑步機(jī)單獨(dú)工作。

齒輪與軸套固接為一個(gè)整體，軸固定于支座，通過操縱桿調(diào)整軸套，軸套在固定軸上滑動(dòng)改變位置從而使軸套上左右的齒輪嵌入內(nèi)齒輪中，傳遞動(dòng)力，帶動(dòng)下一構(gòu)件。機(jī)構(gòu)中傳動(dòng)帶都與軸套連接為整體，運(yùn)動(dòng)狀態(tài)相同。各工作狀態(tài)具體實(shí)現(xiàn)方案分析如下。

（1）同時(shí)工作。將傳動(dòng)軸1上的操作桿1掰到右位，軸套上的外齒輪與相對(duì)應(yīng)的內(nèi)齒輪嚙合。動(dòng)感單車的動(dòng)力經(jīng)鏈條2傳至軸套上的外齒輪，再經(jīng)過內(nèi)齒輪，帶1將動(dòng)力傳送至傳動(dòng)軸2。將傳動(dòng)軸2上的操作桿2掰到左位。動(dòng)力自帶2傳遞給第一滾筒。最后第一滾筒將動(dòng)力傳送至跑步機(jī)履帶，實(shí)現(xiàn)動(dòng)感單車與跑步機(jī)同時(shí)工作。（2）動(dòng)感單車單獨(dú)工作。將傳動(dòng)軸1上的操作桿1及傳動(dòng)軸2上的操作桿2都掰到右位。傳動(dòng)軸1上的傳動(dòng)方式與動(dòng)感單車、跑步機(jī)同時(shí)工作是傳動(dòng)方式相同。當(dāng)動(dòng)力傳至傳動(dòng)軸2時(shí)，由于操作桿2調(diào)整至右位，通過兩嚙合齒輪，鏈輪的轉(zhuǎn)速通過鏈4傳至發(fā)電箱，將動(dòng)力轉(zhuǎn)化為電力儲(chǔ)存。在實(shí)現(xiàn)動(dòng)感單車單獨(dú)工作的同時(shí)進(jìn)行發(fā)電儲(chǔ)能。（3 ）跑步機(jī)單獨(dú)工作。將傳動(dòng)軸1上的操作桿1及傳動(dòng)軸2上的操作桿都掰到左位。齒輪一3通過接入動(dòng)感單車單獨(dú)工作時(shí)儲(chǔ)存的電能（若這部分電力不足，則通過外接電源）接收動(dòng)力，通過由于軸套位置相應(yīng)被調(diào)整至左位，軸套左位上的齒輪與內(nèi)齒輪相嚙合，動(dòng)力傳至軸套，再通過傳動(dòng)帶傳送到傳動(dòng)軸2。傳動(dòng)軸2上的傳動(dòng)方式與動(dòng)感單車、跑步機(jī)同時(shí)工作是傳動(dòng)方式相同。實(shí)現(xiàn)跑步機(jī)單獨(dú)工作。

三、創(chuàng)新點(diǎn)

本作品的創(chuàng)新點(diǎn)在于將動(dòng)感單車與跑步機(jī)連接起來，利用動(dòng)感單車給跑步機(jī)提供動(dòng)力，節(jié)約了部分跑步機(jī)原本需要的電能。第二，動(dòng)感單車和跑步機(jī)均設(shè)有單人檔位和雙人檔位，能滿足動(dòng)感單車單獨(dú)工作、跑步機(jī)單獨(dú)工作、兩者同時(shí)工作的不同需求。第三，動(dòng)感單車?yán)谬X數(shù)不同的齒輪傳動(dòng)，可滿足跑步者的不同速度需求。第四 將動(dòng)感單車與跑步機(jī)結(jié)合，可滿足兩人同時(shí)運(yùn)動(dòng)，增加了健身的趣味性。

參考文獻(xiàn)：

[1] 黃華梁、彭文生.機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ). 高等教育出版社，2002

[2] 何銘新、錢可強(qiáng).機(jī)械制圖. 高等教育出版社，2004

endprint