雙人健身機的設(shè)計與應(yīng)用

周海濤++杜艷婷++沙承玉

摘要：在健身房利用跑步機或動感單車進行健身時，為了提高健身效果，每次鍛煉往往需要較長時間,鍛煉過程較為枯燥。而且耗能極高，每小時平均耗電1.2kw·h 。為了解決運動過程中耗能高的問題，我們設(shè)計了一種基本實現(xiàn)零耗能的雙人運動健身裝置。 本健身機能滿足雙人同時運動，并且避免了停電條件下無法使用的問題，達到了安全、節(jié)能的效果。實現(xiàn)了運動鍛煉、交流兩不誤。同時，傳動軸之間的帶傳動，具有緩沖運動沖擊，使跑步機運行平穩(wěn)的作用。

關(guān)鍵詞：雙人健身；節(jié)能；動感單車；跑步機

一、研制背景及意義

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

本設(shè)計方式利用電動跑步機原理，將跑步機動力源換為健身者騎動動感單車所產(chǎn)生的動力，撤去動感單車中的飛輪裝置，跑步機相當于動感單車的重載部分。人騎健身車所產(chǎn)生的機械能，可帶動跑步機運動，同時，又可將其轉(zhuǎn)化為電能儲存到蓄電池中，可供備用。另一方面，雙人可邊運動邊交流，有利于促進交流增加情感。

二、設(shè)計方案

本健身機主要由動感單車、連接機構(gòu)和跑步機三個部分構(gòu)成，整體結(jié)構(gòu)如圖所示。

圖1 雙人健身機整體結(jié)構(gòu)圖

（一）動感單車及跑步機各部分結(jié)構(gòu)圖

圖2跑步機整體結(jié)構(gòu)圖

圖3 動感單車整體結(jié)構(gòu)圖

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

本設(shè)計方案中動感單車為主動件，為了滿足跑步機上跑步者需要的不同跑步速度，動感單車上裝有4個齒數(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個不同檔位。

（二）連接部分。根據(jù)預(yù)期達到的效果我們設(shè)計該裝置能有三種工作狀態(tài)：動感單車和跑步機同時工作；動感單車單獨工作；跑步機單獨工作。

齒輪與軸套固接為一個整體，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，傳遞動力，帶動下一構(gòu)件。機構(gòu)中傳動帶都與軸套連接為整體，運動狀態(tài)相同。各工作狀態(tài)具體實現(xiàn)方案分析如下。

（1）同時工作。將傳動軸1上的操作桿1掰到右位，軸套上的外齒輪與相對應(yīng)的內(nèi)齒輪嚙合。動感單車的動力經(jīng)鏈條2傳至軸套上的外齒輪，再經(jīng)過內(nèi)齒輪，帶1將動力傳送至傳動軸2。將傳動軸2上的操作桿2掰到左位。動力自帶2傳遞給第一滾筒。最后第一滾筒將動力傳送至跑步機履帶，實現(xiàn)動感單車與跑步機同時工作。（2）動感單車單獨工作。將傳動軸1上的操作桿1及傳動軸2上的操作桿2都掰到右位。傳動軸1上的傳動方式與動感單車、跑步機同時工作是傳動方式相同。當動力傳至傳動軸2時，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，將動力轉(zhuǎn)化為電力儲存。在實現(xiàn)動感單車單獨工作的同時進行發(fā)電儲能。（3 ）跑步機單獨工作。將傳動軸1上的操作桿1及傳動軸2上的操作桿都掰到左位。齒輪一3通過接入動感單車單獨工作時儲存的電能（若這部分電力不足，則通過外接電源）接收動力，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，動力傳至軸套，再通過傳動帶傳送到傳動軸2。傳動軸2上的傳動方式與動感單車、跑步機同時工作是傳動方式相同。實現(xiàn)跑步機單獨工作。

三、創(chuàng)新點

本作品的創(chuàng)新點在于將動感單車與跑步機連接起來，利用動感單車給跑步機提供動力，節(jié)約了部分跑步機原本需要的電能。第二，動感單車和跑步機均設(shè)有單人檔位和雙人檔位，能滿足動感單車單獨工作、跑步機單獨工作、兩者同時工作的不同需求。第三，動感單車利用齒數(shù)不同的齒輪傳動，可滿足跑步者的不同速度需求。第四 將動感單車與跑步機結(jié)合，可滿足兩人同時運動，增加了健身的趣味性。

參考文獻：

[1] 黃華梁、彭文生.機械設(shè)計基礎(chǔ). 高等教育出版社，2002

[2] 何銘新、錢可強.機械制圖. 高等教育出版社，2004

endprint

摘要：在健身房利用跑步機或動感單車進行健身時，為了提高健身效果，每次鍛煉往往需要較長時間,鍛煉過程較為枯燥。而且耗能極高，每小時平均耗電1.2kw·h 。為了解決運動過程中耗能高的問題，我們設(shè)計了一種基本實現(xiàn)零耗能的雙人運動健身裝置。 本健身機能滿足雙人同時運動，并且避免了停電條件下無法使用的問題，達到了安全、節(jié)能的效果。實現(xiàn)了運動鍛煉、交流兩不誤。同時，傳動軸之間的帶傳動，具有緩沖運動沖擊，使跑步機運行平穩(wěn)的作用。

關(guān)鍵詞：雙人健身；節(jié)能；動感單車；跑步機

一、研制背景及意義

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

本設(shè)計方式利用電動跑步機原理，將跑步機動力源換為健身者騎動動感單車所產(chǎn)生的動力，撤去動感單車中的飛輪裝置，跑步機相當于動感單車的重載部分。人騎健身車所產(chǎn)生的機械能，可帶動跑步機運動，同時，又可將其轉(zhuǎn)化為電能儲存到蓄電池中，可供備用。另一方面，雙人可邊運動邊交流，有利于促進交流增加情感。

二、設(shè)計方案

本健身機主要由動感單車、連接機構(gòu)和跑步機三個部分構(gòu)成，整體結(jié)構(gòu)如圖所示。

圖1 雙人健身機整體結(jié)構(gòu)圖

（一）動感單車及跑步機各部分結(jié)構(gòu)圖

圖2跑步機整體結(jié)構(gòu)圖

圖3 動感單車整體結(jié)構(gòu)圖

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

本設(shè)計方案中動感單車為主動件，為了滿足跑步機上跑步者需要的不同跑步速度，動感單車上裝有4個齒數(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個不同檔位。

（二）連接部分。根據(jù)預(yù)期達到的效果我們設(shè)計該裝置能有三種工作狀態(tài)：動感單車和跑步機同時工作；動感單車單獨工作；跑步機單獨工作。

齒輪與軸套固接為一個整體，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，傳遞動力，帶動下一構(gòu)件。機構(gòu)中傳動帶都與軸套連接為整體，運動狀態(tài)相同。各工作狀態(tài)具體實現(xiàn)方案分析如下。

（1）同時工作。將傳動軸1上的操作桿1掰到右位，軸套上的外齒輪與相對應(yīng)的內(nèi)齒輪嚙合。動感單車的動力經(jīng)鏈條2傳至軸套上的外齒輪，再經(jīng)過內(nèi)齒輪，帶1將動力傳送至傳動軸2。將傳動軸2上的操作桿2掰到左位。動力自帶2傳遞給第一滾筒。最后第一滾筒將動力傳送至跑步機履帶，實現(xiàn)動感單車與跑步機同時工作。（2）動感單車單獨工作。將傳動軸1上的操作桿1及傳動軸2上的操作桿2都掰到右位。傳動軸1上的傳動方式與動感單車、跑步機同時工作是傳動方式相同。當動力傳至傳動軸2時，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，將動力轉(zhuǎn)化為電力儲存。在實現(xiàn)動感單車單獨工作的同時進行發(fā)電儲能。（3 ）跑步機單獨工作。將傳動軸1上的操作桿1及傳動軸2上的操作桿都掰到左位。齒輪一3通過接入動感單車單獨工作時儲存的電能（若這部分電力不足，則通過外接電源）接收動力，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，動力傳至軸套，再通過傳動帶傳送到傳動軸2。傳動軸2上的傳動方式與動感單車、跑步機同時工作是傳動方式相同。實現(xiàn)跑步機單獨工作。

三、創(chuàng)新點

本作品的創(chuàng)新點在于將動感單車與跑步機連接起來，利用動感單車給跑步機提供動力，節(jié)約了部分跑步機原本需要的電能。第二，動感單車和跑步機均設(shè)有單人檔位和雙人檔位，能滿足動感單車單獨工作、跑步機單獨工作、兩者同時工作的不同需求。第三，動感單車利用齒數(shù)不同的齒輪傳動，可滿足跑步者的不同速度需求。第四 將動感單車與跑步機結(jié)合，可滿足兩人同時運動，增加了健身的趣味性。

參考文獻：

[1] 黃華梁、彭文生.機械設(shè)計基礎(chǔ). 高等教育出版社，2002

[2] 何銘新、錢可強.機械制圖. 高等教育出版社，2004

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摘要：在健身房利用跑步機或動感單車進行健身時，為了提高健身效果，每次鍛煉往往需要較長時間,鍛煉過程較為枯燥。而且耗能極高，每小時平均耗電1.2kw·h 。為了解決運動過程中耗能高的問題，我們設(shè)計了一種基本實現(xiàn)零耗能的雙人運動健身裝置。 本健身機能滿足雙人同時運動，并且避免了停電條件下無法使用的問題，達到了安全、節(jié)能的效果。實現(xiàn)了運動鍛煉、交流兩不誤。同時，傳動軸之間的帶傳動，具有緩沖運動沖擊，使跑步機運行平穩(wěn)的作用。

關(guān)鍵詞：雙人健身；節(jié)能；動感單車；跑步機

一、研制背景及意義

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

本設(shè)計方式利用電動跑步機原理，將跑步機動力源換為健身者騎動動感單車所產(chǎn)生的動力，撤去動感單車中的飛輪裝置，跑步機相當于動感單車的重載部分。人騎健身車所產(chǎn)生的機械能，可帶動跑步機運動，同時，又可將其轉(zhuǎn)化為電能儲存到蓄電池中，可供備用。另一方面，雙人可邊運動邊交流，有利于促進交流增加情感。

二、設(shè)計方案

本健身機主要由動感單車、連接機構(gòu)和跑步機三個部分構(gòu)成，整體結(jié)構(gòu)如圖所示。

圖1 雙人健身機整體結(jié)構(gòu)圖

（一）動感單車及跑步機各部分結(jié)構(gòu)圖

圖2跑步機整體結(jié)構(gòu)圖

圖3 動感單車整體結(jié)構(gòu)圖

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

本設(shè)計方案中動感單車為主動件，為了滿足跑步機上跑步者需要的不同跑步速度，動感單車上裝有4個齒數(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個不同檔位。

（二）連接部分。根據(jù)預(yù)期達到的效果我們設(shè)計該裝置能有三種工作狀態(tài)：動感單車和跑步機同時工作；動感單車單獨工作；跑步機單獨工作。

齒輪與軸套固接為一個整體，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，傳遞動力，帶動下一構(gòu)件。機構(gòu)中傳動帶都與軸套連接為整體，運動狀態(tài)相同。各工作狀態(tài)具體實現(xiàn)方案分析如下。

（1）同時工作。將傳動軸1上的操作桿1掰到右位，軸套上的外齒輪與相對應(yīng)的內(nèi)齒輪嚙合。動感單車的動力經(jīng)鏈條2傳至軸套上的外齒輪，再經(jīng)過內(nèi)齒輪，帶1將動力傳送至傳動軸2。將傳動軸2上的操作桿2掰到左位。動力自帶2傳遞給第一滾筒。最后第一滾筒將動力傳送至跑步機履帶，實現(xiàn)動感單車與跑步機同時工作。（2）動感單車單獨工作。將傳動軸1上的操作桿1及傳動軸2上的操作桿2都掰到右位。傳動軸1上的傳動方式與動感單車、跑步機同時工作是傳動方式相同。當動力傳至傳動軸2時，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，將動力轉(zhuǎn)化為電力儲存。在實現(xiàn)動感單車單獨工作的同時進行發(fā)電儲能。（3 ）跑步機單獨工作。將傳動軸1上的操作桿1及傳動軸2上的操作桿都掰到左位。齒輪一3通過接入動感單車單獨工作時儲存的電能（若這部分電力不足，則通過外接電源）接收動力，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，動力傳至軸套，再通過傳動帶傳送到傳動軸2。傳動軸2上的傳動方式與動感單車、跑步機同時工作是傳動方式相同。實現(xiàn)跑步機單獨工作。

三、創(chuàng)新點

本作品的創(chuàng)新點在于將動感單車與跑步機連接起來，利用動感單車給跑步機提供動力，節(jié)約了部分跑步機原本需要的電能。第二，動感單車和跑步機均設(shè)有單人檔位和雙人檔位，能滿足動感單車單獨工作、跑步機單獨工作、兩者同時工作的不同需求。第三，動感單車利用齒數(shù)不同的齒輪傳動，可滿足跑步者的不同速度需求。第四 將動感單車與跑步機結(jié)合，可滿足兩人同時運動，增加了健身的趣味性。

參考文獻：

[1] 黃華梁、彭文生.機械設(shè)計基礎(chǔ). 高等教育出版社，2002

[2] 何銘新、錢可強.機械制圖. 高等教育出版社，2004

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