宋學(xué)剛

隨著社會(huì)的進(jìn)步，人們的生活質(zhì)量越來越高，對(duì)健身器材也提出了新的要求，要求其不僅經(jīng)久耐用，還要美觀大方、人工智能，充滿趣味性與知識(shí)性。文章對(duì)傳統(tǒng)的健身器材進(jìn)行升級(jí)，推出一款人們在健身時(shí)既能發(fā)電又能播放音樂的智能健身器材。

一、設(shè)計(jì)背景

傳統(tǒng)的健身器材功能比較單一。在使用旋轉(zhuǎn)類健身器材時(shí)，讓它通過旋轉(zhuǎn)自己發(fā)電，播放優(yōu)美動(dòng)聽的旋律，豈不是讓進(jìn)行身體鍛煉的人更享受運(yùn)動(dòng)帶來的樂趣？

二、研究過程

（一）最初設(shè)想

在轉(zhuǎn)動(dòng)的健身器材上安裝一臺(tái)發(fā)電機(jī)，讓人們在健身的同時(shí)又可以發(fā)電，真是一個(gè)不錯(cuò)的想法！可我去了許多實(shí)體店都沒有找到合適的發(fā)電機(jī)，后經(jīng)指導(dǎo)老師提醒，在淘寶上找到并購買了一款電壓為35V的直流發(fā)電機(jī)。

（二）初期制作

收到發(fā)電機(jī)后，我干勁十足地將其安裝到自己制作好的木盒上，進(jìn)行模擬試驗(yàn)。但是，在試搖了手柄兩圈后，LED不發(fā)光了。

我利用萬用表進(jìn)行檢查測量發(fā)現(xiàn)，發(fā)電機(jī)在轉(zhuǎn)速30轉(zhuǎn)/ min的情況下，發(fā)出的電壓達(dá)到12 V。而一般情況下，健身時(shí)器械的轉(zhuǎn)速能達(dá)到60轉(zhuǎn)/ min，發(fā)電機(jī)的電壓可達(dá)35 V，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出LED 3 V的耐壓值。為此，我將LED改裝到5V穩(wěn)壓電路后面，并通過計(jì)算，將它與一個(gè)電阻進(jìn)行串聯(lián)。

（三）首次改進(jìn)

我上網(wǎng)查閱了大量的資料，并在老師的指導(dǎo)下，明白了影響發(fā)電機(jī)電壓高低的因素，進(jìn)一步掌握了整流電路、穩(wěn)壓電路等基礎(chǔ)知識(shí)。結(jié)合這些知識(shí)，我找到了初期制作的作品失敗的原因：裝置沒有經(jīng)過整流及穩(wěn)壓電路，導(dǎo)致電壓不匹配，最終燒了LED。

接著，我用電烙鐵、萬用電表，將四個(gè)二極管組成橋式整流電路，并接在發(fā)電機(jī)的后端電路中，又將5V穩(wěn)壓器接在移動(dòng)電源前，按照下面的電路框架，對(duì)設(shè)備進(jìn)行改進(jìn)。

為了檢測設(shè)備是否能將健身者的動(dòng)能轉(zhuǎn)化為電能并保存起來，我利用模型測試臺(tái)做了一些測試，數(shù)據(jù)如下表（單臺(tái)發(fā)電機(jī)工作時(shí)測得）：

（四）再次改進(jìn)

雖然人們使用健身轉(zhuǎn)輪時(shí)產(chǎn)生的能量能夠轉(zhuǎn)化成電能并儲(chǔ)存起來，但我還是覺得美中不足。后來我在制作框架上又增添了一項(xiàng)新的內(nèi)容——音箱。我在支架上開一個(gè)直徑為60 mm的孔，將一只便攜式無線藍(lán)牙音箱安裝入內(nèi)，用鉚釘固定在支架內(nèi)部，連接好線路，并對(duì)開關(guān)進(jìn)行改裝，至此，整套裝置制作及改進(jìn)工作全部完成。 轉(zhuǎn)輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，音箱便播放動(dòng)聽的音樂。

三、作品結(jié)構(gòu)圖

四、創(chuàng)新點(diǎn)

第一，在旋轉(zhuǎn)類健身器材上安裝發(fā)電機(jī)，人們在健身時(shí)，將他們的部分動(dòng)能轉(zhuǎn)化為電能并儲(chǔ)存起來。

第二，健身輪轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，就會(huì)播放音樂，讓健身者心曠神怡。另外，該裝置采用了電磁開關(guān)，做到人離關(guān)機(jī)。

第三，在健身轉(zhuǎn)輪的支架上安裝有USB接口，可給各類小功率供電設(shè)備供電。（指導(dǎo)老師 鄧超玉 肖紅耀）