雙人健身機的設計與應用

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，我們設計了一種基本實現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、節能的效果。實現了運動鍛煉、交流兩不誤。同時，傳動軸之間的帶傳動，具有緩沖運動沖擊，使跑步機運行平穩的作用。

關鍵詞：雙人健身；節能；動感單車；跑步機

一、研制背景及意義

傳統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，最后健身者消耗的能量轉化為齒輪轉動的動能最后消失，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。人騎健身車所產生的機械能，可帶動跑步機運動，同時，又可將其轉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、設計方案

本健身機主要由動感單車、連接機構和跑步機三個部分構成，整體結構如圖所示。

圖1 雙人健身機整體結構圖

（一）動感單車及跑步機各部分結構圖

圖2跑步機整體結構圖

圖3 動感單車整體結構圖

動感單車主要由車架、底板、齒輪組成。車架為主體結構，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，通過鏈條與跑步機傳動。

本設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個齒數不同的齒輪，齒數分別為12、20、30、40，跑步者可以根據需求調節4個不同檔位。

（二）連接部分。根據預期達到的效果我們設計該裝置能有三種工作狀態：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齒輪中，傳遞動力，帶動下一構件。機構中傳動帶都與軸套連接為整體，運動狀態相同。各工作狀態具體實現方案分析如下。

（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的內齒輪嚙合。動感單車的動力經鏈條2傳至軸套上的外齒輪，再經過內齒輪，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調整至右位，通過兩嚙合齒輪，鏈輪的轉速通過鏈4傳至發電箱，將動力轉化為電力儲存。在實現動感單車單獨工作的同時進行發電儲能。（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被調整至左位，軸套左位上的齒輪與內齒輪相嚙合，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。實現跑步機單獨工作。

三、創新點

本作品的創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.機械設計基礎. 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，我們設計了一種基本實現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、節能的效果。實現了運動鍛煉、交流兩不誤。同時，傳動軸之間的帶傳動，具有緩沖運動沖擊，使跑步機運行平穩的作用。

關鍵詞：雙人健身；節能；動感單車；跑步機

一、研制背景及意義

傳統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，最后健身者消耗的能量轉化為齒輪轉動的動能最后消失，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。人騎健身車所產生的機械能，可帶動跑步機運動，同時，又可將其轉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、設計方案

本健身機主要由動感單車、連接機構和跑步機三個部分構成，整體結構如圖所示。

圖1 雙人健身機整體結構圖

（一）動感單車及跑步機各部分結構圖

圖2跑步機整體結構圖

圖3 動感單車整體結構圖

動感單車主要由車架、底板、齒輪組成。車架為主體結構，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，通過鏈條與跑步機傳動。

本設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個齒數不同的齒輪，齒數分別為12、20、30、40，跑步者可以根據需求調節4個不同檔位。

（二）連接部分。根據預期達到的效果我們設計該裝置能有三種工作狀態：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齒輪中，傳遞動力，帶動下一構件。機構中傳動帶都與軸套連接為整體，運動狀態相同。各工作狀態具體實現方案分析如下。

（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的內齒輪嚙合。動感單車的動力經鏈條2傳至軸套上的外齒輪，再經過內齒輪，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調整至右位，通過兩嚙合齒輪，鏈輪的轉速通過鏈4傳至發電箱，將動力轉化為電力儲存。在實現動感單車單獨工作的同時進行發電儲能。（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被調整至左位，軸套左位上的齒輪與內齒輪相嚙合，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。實現跑步機單獨工作。

三、創新點

本作品的創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.機械設計基礎. 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，我們設計了一種基本實現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、節能的效果。實現了運動鍛煉、交流兩不誤。同時，傳動軸之間的帶傳動，具有緩沖運動沖擊，使跑步機運行平穩的作用。

關鍵詞：雙人健身；節能；動感單車；跑步機

一、研制背景及意義

傳統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，最后健身者消耗的能量轉化為齒輪轉動的動能最后消失，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。人騎健身車所產生的機械能，可帶動跑步機運動，同時，又可將其轉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、設計方案

本健身機主要由動感單車、連接機構和跑步機三個部分構成，整體結構如圖所示。

圖1 雙人健身機整體結構圖

（一）動感單車及跑步機各部分結構圖

圖2跑步機整體結構圖

圖3 動感單車整體結構圖

動感單車主要由車架、底板、齒輪組成。車架為主體結構，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，通過鏈條與跑步機傳動。

本設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個齒數不同的齒輪，齒數分別為12、20、30、40，跑步者可以根據需求調節4個不同檔位。

（二）連接部分。根據預期達到的效果我們設計該裝置能有三種工作狀態：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齒輪中，傳遞動力，帶動下一構件。機構中傳動帶都與軸套連接為整體，運動狀態相同。各工作狀態具體實現方案分析如下。

（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的內齒輪嚙合。動感單車的動力經鏈條2傳至軸套上的外齒輪，再經過內齒輪，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調整至右位，通過兩嚙合齒輪，鏈輪的轉速通過鏈4傳至發電箱，將動力轉化為電力儲存。在實現動感單車單獨工作的同時進行發電儲能。（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被調整至左位，軸套左位上的齒輪與內齒輪相嚙合，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。實現跑步機單獨工作。

三、創新點

本作品的創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.機械設計基礎. 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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