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        一種創(chuàng)新型劃船自行車的設(shè)計(jì)

        2023-05-30 12:06:06周峰
        中國(guó)自行車 2023年2期
        關(guān)鍵詞:鍛煉

        摘要:為滿足人們代步、健身、休閑的需求,此文介紹了一種新型劃船自行車,它既保留了自行車的代步功能,又融合了劃船機(jī)的全身鍛煉功能,具有3種戶外騎行方式以及4種室內(nèi)固定健身方式。

        關(guān)鍵詞:劃船自行車;鍛煉;多功能自行車

        1? ? 引言

        目前,自行車在過(guò)去運(yùn)輸、代步功能的基礎(chǔ)上,又增加了健身、休閑等功能。傳統(tǒng)自行車具有許多細(xì)分種類:山地自行車、公路自行車……然而萬(wàn)變不離其宗,這些自行車都是靠雙腿循環(huán)蹬踏來(lái)驅(qū)動(dòng)車輛前行,上半身相對(duì)靜止,驅(qū)動(dòng)方式單一,僅能進(jìn)行下肢鍛煉,對(duì)希望靠騎車鍛煉身體的人來(lái)說(shuō),實(shí)在不算是最佳選擇。這種創(chuàng)新型劃船自行車,既能夠代步出行,休閑時(shí)令人享受大自然的美好,又能在騎行過(guò)程中調(diào)動(dòng)全身的肌肉,鍛煉全身,豐富騎行的樂(lè)趣。

        2? ? 劃船自行車的設(shè)計(jì)方案

        通過(guò)對(duì)比跑步機(jī)、橢圓機(jī)、劃船機(jī)等多種現(xiàn)代健身器材,劃船機(jī)的鍛煉效率高,對(duì)人體的損傷小;連續(xù)做20 min的劃船機(jī)訓(xùn)練,相當(dāng)于在1 h里進(jìn)行力量訓(xùn)練外加跑步機(jī)或者健身車的訓(xùn)練;可調(diào)動(dòng)90%的大肌肉群[1]。

        所以本設(shè)計(jì)將劃船機(jī)的功能與自行車整合為一體。本車輛通過(guò)雙手扳動(dòng)手把連同擺桿,驅(qū)動(dòng)齒輪軸、鏈輪等一系列傳動(dòng)鏈,同時(shí)輔以座墊前后滑動(dòng)、腿部伸曲、腰腹卷曲等組合動(dòng)作,驅(qū)動(dòng)車輛前行(見圖1)。

        3? ? 劃船自行車的機(jī)械結(jié)構(gòu)

        劃船自行車的主要構(gòu)件包括:01車架、02前立管、03前腳撐、04前輪、05前叉、06轉(zhuǎn)向鋼絲、07齒輪箱、08小鏈輪、09副鏈條、10主鏈條、11曲柄、12腳踏、13后撥、14后輪、15滾輪、16座墊、17滑軌、18剎車、19手把、20轉(zhuǎn)軸、21擺桿[2](見圖2)。

        本車輛部分構(gòu)件和普通自行車一致,例如04前輪、05前叉、10主鏈條、11曲柄、12腳踏、13后撥、14后輪、16座墊、18剎車、19手把、20轉(zhuǎn)軸等。

        傳動(dòng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu):07齒輪箱固定在01車架上,21擺桿與07齒輪箱的齒輪輸入軸連接,08小鏈輪與輸出軸連接,通過(guò)09副鏈條與自行車牙盤、10主鏈條等自行車傳動(dòng)機(jī)構(gòu)連接,完成動(dòng)力的傳遞。

        轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的結(jié)構(gòu):傳動(dòng)自行車手把與前叉前輪采用剛性連接,手把轉(zhuǎn)動(dòng)即可控制車輪前進(jìn)方向。本車輛由于手把一直處于運(yùn)動(dòng)狀態(tài),無(wú)法通過(guò)剛性連接控制轉(zhuǎn)向,故采用19手把—20轉(zhuǎn)軸—06轉(zhuǎn)向鋼絲—05前叉—04前輪的傳動(dòng)鏈來(lái)控制車輛前進(jìn)方向,車把轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),通過(guò)06轉(zhuǎn)向鋼絲,相應(yīng)地帶動(dòng)04前輪同步轉(zhuǎn)動(dòng),完成車輛轉(zhuǎn)向。

        座墊系統(tǒng)的結(jié)構(gòu):劃船機(jī)是采用手臂、腿部、臀部、腰腹等肌肉的混合運(yùn)動(dòng)來(lái)完成的,因此劃船自行車的座墊采用座墊+滑軌的模式,15滾輪組鑲嵌在17滑軌輪槽內(nèi),16座墊固定在15滾輪組上,可以在滑軌上前后自由滑動(dòng)。

        4? ? 劃船自行車的使用模式

        4.1? ? 劃船騎行模式

        這種模式主要體現(xiàn)為:雙手握住車把,向身體一側(cè)回拉手把,擺桿擺動(dòng),動(dòng)力通過(guò)07齒輪箱—08小鏈輪—09副鏈條—10主鏈條的傳動(dòng)鏈驅(qū)動(dòng)車輛前行(見圖3)。

        采用劃船騎行模式時(shí),為符合人機(jī)工學(xué)且動(dòng)作模擬劃船機(jī),騎行者雙腳放在03前腳撐上,坐在16座墊上,16座墊會(huì)隨著擺桿后拉,雙腳在03前腳撐用力使雙腿蹬直,臀部在16座墊相應(yīng)地沿著17滑軌向后滑動(dòng)。此時(shí),人體上身由之前的前傾狀態(tài)自然轉(zhuǎn)為后仰狀態(tài),因此整個(gè)動(dòng)作可以有效鍛煉到腳腕、小腿、大腿、臀部、腰腹、手臂、肩頸、背部等全身超過(guò)90%的大肌肉群。

        08小鏈輪采用單向鏈輪,即當(dāng)擺桿向后擺動(dòng)時(shí),可帶動(dòng)后輪前行;當(dāng)采用傳統(tǒng)腳踏騎行模式時(shí),11曲柄轉(zhuǎn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)14后輪轉(zhuǎn)動(dòng),卻不會(huì)帶動(dòng)擺桿擺動(dòng),即擺桿相對(duì)獨(dú)立操控。

        4.2? ? 普通騎行模式

        這種模式主要體現(xiàn)為:07齒輪箱內(nèi)部設(shè)置齒輪棘輪組;可一鍵鎖死07齒輪箱,即可保證21擺桿位置鎖定。此時(shí),騎行者可像騎普通自行車一樣采取循環(huán)蹬踏自行車腳踏的騎行模式。21擺桿可在任意位置鎖定,騎行者可根據(jù)自己喜好選擇騎行姿勢(shì)。此時(shí),劃船自行車的體驗(yàn)感和傳統(tǒng)自行車幾乎無(wú)差別。

        4.3? ? 混動(dòng)騎行模式

        這種模式主要體現(xiàn)為:鎖定16座墊,臀部不再前后滑動(dòng),雙腳放在12腳踏上,雙手握住19車把,解除21擺桿的鎖定功能,此時(shí)即可以采用混動(dòng)騎行模式。雙腿圓周循環(huán)蹬踏自行車腳踏的同時(shí),雙手拉動(dòng)19手把,使21擺桿前后擺動(dòng),車輛同時(shí)獲得2個(gè)驅(qū)動(dòng)力,可以輕松獲得前進(jìn)的動(dòng)力,手臂、腰腹、腿部同時(shí)參與到自行車騎行中,讓騎行更輕松、騎行速度更快,同時(shí)也讓騎行更有趣(見圖4)。

        4.4? ? 室內(nèi)使用模式

        這種模式主要體現(xiàn)為:當(dāng)采用騎行臺(tái)將車輛后輪軸架起固定后,本車輛即相當(dāng)于動(dòng)感單車、室內(nèi)劃船機(jī),甚至還能開發(fā)出劃船機(jī)不具備的反劃船動(dòng)作(見圖5)。

        5? ? 劃船自行車的設(shè)計(jì)特點(diǎn)

        作為一款全新型運(yùn)動(dòng)自行車,本車輛具有以下設(shè)計(jì)特點(diǎn):(1)通過(guò)增加一個(gè)07齒輪箱和一個(gè)08小鏈輪,為傳統(tǒng)自行車增加了一個(gè)附加動(dòng)力,讓通過(guò)手臂推拉驅(qū)動(dòng)車輛前行變?yōu)榭赡?。?)劃船機(jī)發(fā)力的動(dòng)作簡(jiǎn)要概括就是手臂后拉,腿部蹬直,臀部后移,腰腹展開……為追求更完美的劃船機(jī)體驗(yàn)感,本車輛設(shè)置了03前腳撐,騎行者采用劃船騎行時(shí),雙腳踩在前腳撐,支撐發(fā)力;座墊設(shè)置在17滑軌上,可前后滑動(dòng)。完整發(fā)力過(guò)程為腳撐—腿蹬—臀部后移—手拉手把……? ? ? ? ?(3)19手把一直處于相對(duì)運(yùn)動(dòng)狀態(tài),無(wú)法剛性與05前叉固定,故采用06轉(zhuǎn)向鋼絲加鋼絲輪的組合方式,使19手把轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),能夠通過(guò)06轉(zhuǎn)向鋼絲帶動(dòng)05前叉和04前輪的轉(zhuǎn)向動(dòng)作。(4)為騎行安全考慮,擺桿設(shè)置一鍵鎖定功能,當(dāng)騎行者需要緊急剎車或固定車把采用普通騎行模式時(shí),可以鎖定擺桿,就能獲得與普通自行車相似的體驗(yàn)感。(5)為適應(yīng)不同身高的騎行者以及不同騎行者的使用習(xí)慣,本車輛21擺桿長(zhǎng)度、16座墊高度、16座墊俯仰角度、03前腳撐角度均可調(diào)節(jié),適應(yīng)范圍更廣。

        6? ? 結(jié)束語(yǔ)

        劃船自行車是一款新型產(chǎn)品,既可以作為代步工具進(jìn)行代步交通、短途旅行,又可以作為全面、新穎的健身工具[3],對(duì)身體進(jìn)行綜合鍛煉,讓自行車這個(gè)健康、環(huán)保的交通工具最大化發(fā)揮健身休閑功能,豐富人們騎行的方式。劃船自行車一經(jīng)推出,馬上在接觸人群中引起強(qiáng)烈的反響,預(yù)計(jì)產(chǎn)品會(huì)在經(jīng)濟(jì)價(jià)值和社會(huì)價(jià)值上取得光明的前景。

        參考文獻(xiàn)

        [1]愛(ài)秀美.劃船機(jī)的鍛煉效果 劃船機(jī)減脂效果如何[EB/OL].(2018-06-22)[2022-12-02].https://m-mip.39.net/fitness/mip_6344118.html.

        [2]周峰.一種新型劃槳腳踏自行車[P/OL].(2022-09-10)[2022-12-02].http://static.tianyancha.com/patent/contentPDF/3fc4b5b4cea6d5c9913bd5376446cc39.pdf.

        [3]小明.將單車與劃船機(jī)融為一體,讓戶外騎行兼具樂(lè)趣與健身功能[EB/OL].(2022-11-10)[2022-12-02].https://36kr.com/p/1994247804301828.

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