蔣培均

依據(jù)人機工程學知識理論所設計的劃船器，質(zhì)量性能更加穩(wěn)定，功能更加豐富便利，能夠更好的滿足體育健身愛好者的使用需求。隨著我國全民體育鍛煉的熱潮的逐漸興起，此類型的劃船器將擁有著巨大的市場空間。

1 基于人機工程學的劃船器設計

1.1 人體參數(shù)

劃船器的設計主要是滿足人們健身等需求，必須要以準確了解人體尺寸信息為前提，這樣才能為客戶的使用提供便利。只有精確掌握人體的各項參數(shù)，才能為劃船器的外觀尺寸、結(jié)構(gòu)比例等合理設計打下良好基礎(chǔ)。劃船器的設計需要結(jié)合人體尺寸的均值和標準差來進行，必要情況下可以就我國人體尺寸的均值和標準差數(shù)據(jù)予以收集整理，并做好人體參數(shù)的統(tǒng)計。

1.2 零件設計

（1）座墊架設計

按照人機工程學知識來分析，劃船器座墊架，特別是座位，必須要滿足人體實際尺寸的要求。通常來講，該零件部位的設計都會根據(jù)參考數(shù)據(jù)標準，來進行座墊架的設計。

（2）主架設計

劃船器的主架與地面直接接觸，首先要確保劃船器主架處于靜止狀態(tài)，則需要保證主架中的轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)動來帶動車架內(nèi)飛輪的轉(zhuǎn)動，通過人體在踩踏腳踏板，坐墊前后移動，來實現(xiàn)充分運動。因此，主架部位主要采用閉環(huán)設計。在設計過程中，主架要有良好的穩(wěn)定性，并且導軌與水平面角度成2°，讓底座具備更好的穩(wěn)定性。

2 劃船器三維模型與運動仿真

2.1 劃船器的三維模型

SolidWorks是市場上常用的三維建模軟件，支持拉伸、旋轉(zhuǎn)、掃描、放樣等多種功能，為三維建模工作的順利完成提供了可靠的技術(shù)保障。

（1）踏板三維模型的構(gòu)建

踏板的外觀尺寸（長、寬、高）分別為70㎜、150㎜、30㎜。該結(jié)構(gòu)部位的三維模型的構(gòu)建，首先要踏板的截面圖草繪出來，并詳細標準相關(guān)尺寸信息，再對拉伸深度進行修改，在上述工作完成后單擊“確定”按鈕，最后再將長寬結(jié)合位置的圓角進行過度處理，點擊保存即可。

（2）后支撐三維模型的構(gòu)建

劃船器的后支撐結(jié)構(gòu)主要包括導軌、座墊架、后底腳支撐及底腳等。首先，針對各個零件逐一進行三維建模，然后按照相關(guān)要求來完成零件的裝配，最后得出相應的實體模型圖。

（3）主架三維模型的構(gòu)建

劃船器的主架結(jié)構(gòu)主要由空心鋼組成，首先，分別按照繪制草圖、拉伸、抽空的方法流程來完成零件的三維建模，然后再按照相關(guān)要求來進行零件的組裝，最后得出該結(jié)構(gòu)的實體模型圖。

另外，關(guān)于傳動軸組件、把手、拉盤的三維建模，與上述的操作流程大致相似，不再做逐一的論述。

2.2 劃船器的運動仿真

開展劃船器的運動模擬仿真，首先要將完成設計的零部件進行統(tǒng)一的匹配。該項工作的基本流程是，先建立一個裝配體，采用自上而下的順序來開展裝配建模，做后得出效果圖。當實體效果圖生成后，最后將各個零部件來進行合理的組裝配適。具體的操作分為以下步驟：

第一，打開SW軟件中保存的三維效果圖，在“設計樹”下方一欄中點擊“動畫”按鈕，進入仿真編輯頁面;

第二，單擊“馬達”按鈕，保持默認的名稱旋轉(zhuǎn)馬達1，將設置馬達位置、旋轉(zhuǎn)方向等參數(shù)填寫完成。先后點擊“相對運動零件”“速度”等。

第三，以相同的操作步驟來完成定義線性馬達2的操作，座墊架在導軌上的滑行方向選為默認。

第四，打開主菜單，先后點擊“視圖”“顏色和外觀”按鈕，打開“外觀編輯器”頁面，在點擊“從模型”按鈕，將窗口中出現(xiàn)的零件模型顏色對應選擇為黃色、紅色和藍色。

第五，打開動畫菜單頁面，將各個馬達的終止時間設置為一致，在時間軸上面編輯每個馬達的開始時間、運動時間、完成時間等信息參數(shù)。

第六，將之前準備好的仿真人體模型配合到已經(jīng)安裝好的劃船器模型中去，配合好裝配關(guān)系。

第七，在通過點擊動畫菜單內(nèi)開始按鈕，此時劃船器就會按照之前設計的運動軌跡運動起來，從人體模型手拉劃船器拉手，隨著座墊架在導軌上前后滑動，主架內(nèi)飛輪不斷轉(zhuǎn)動，仿真人體模型腿部來回彎曲伸直，很形象的模擬出人體在運動時的各個動作與位置，這時就可以觀察到模型整體的運動軌跡及速度情況。

（作者單位：南通鐵人運動用品有限公司）