一種創新型劃船自行車的設計

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，又融合了劃船機的全身鍛煉功能，具有3種戶外騎行方式以及4種室內固定健身方式。

關鍵詞：劃船自行車；鍛煉；多功能自行車

1? ? 引言

目前，自行車在過去運輸、代步功能的基礎上，又增加了健身、休閑等功能。傳統自行車具有許多細分種類：山地自行車、公路自行車……然而萬變不離其宗，這些自行車都是靠雙腿循環蹬踏來驅動車輛前行，上半身相對靜止，驅動方式單一，僅能進行下肢鍛煉，對希望靠騎車鍛煉身體的人來說，實在不算是最佳選擇。這種創新型劃船自行車，既能夠代步出行，休閑時令人享受大自然的美好，又能在騎行過程中調動全身的肌肉，鍛煉全身，豐富騎行的樂趣。

2? ? 劃船自行車的設計方案

通過對比跑步機、橢圓機、劃船機等多種現代健身器材，劃船機的鍛煉效率高，對人體的損傷小；連續做20 min的劃船機訓練，相當于在1 h里進行力量訓練外加跑步機或者健身車的訓練；可調動90%的大肌肉群[1]。

所以本設計將劃船機的功能與自行車整合為一體。本車輛通過雙手扳動手把連同擺桿，驅動齒輪軸、鏈輪等一系列傳動鏈，同時輔以座墊前后滑動、腿部伸曲、腰腹卷曲等組合動作，驅動車輛前行（見圖1）。

3? ? 劃船自行車的機械結構

劃船自行車的主要構件包括：01車架、02前立管、03前腳撐、04前輪、05前叉、06轉向鋼絲、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轉軸、21擺桿[2]（見圖2）。

本車輛部分構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轉軸等。

傳動系統的結構：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09副鏈條與自行車牙盤、10主鏈條等自行車傳動機構連接，完成動力的傳遞。

轉向系統的結構：傳動自行車手把與前叉前輪采用剛性連接，手把轉動即可控制車輪前進方向。本車輛由于手把一直處于運動狀態，無法通過剛性連接控制轉向，故采用19手把—20轉軸—06轉向鋼絲—05前叉—04前輪的傳動鏈來控制車輛前進方向，車把轉動時，通過06轉向鋼絲，相應地帶動04前輪同步轉動，完成車輛轉向。

座墊系統的結構：劃船機是采用手臂、腿部、臀部、腰腹等肌肉的混合運動來完成的，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，16座墊固定在15滾輪組上，可以在滑軌上前后自由滑動。

4? ? 劃船自行車的使用模式

4.1? ? 劃船騎行模式

這種模式主要體現為：雙手握住車把，向身體一側回拉手把，擺桿擺動，動力通過07齒輪箱—08小鏈輪—09副鏈條—10主鏈條的傳動鏈驅動車輛前行（見圖3）。

采用劃船騎行模式時，為符合人機工學且動作模擬劃船機，騎行者雙腳放在03前腳撐上，坐在16座墊上，16座墊會隨著擺桿后拉，雙腳在03前腳撐用力使雙腿蹬直，臀部在16座墊相應地沿著17滑軌向后滑動。此時，人體上身由之前的前傾狀態自然轉為后仰狀態，因此整個動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90%的大肌肉群。

08小鏈輪采用單向鏈輪，即當擺桿向后擺動時，可帶動后輪前行；當采用傳統腳踏騎行模式時，11曲柄轉動驅動14后輪轉動，卻不會帶動擺桿擺動，即擺桿相對獨立操控。

4.2? ? 普通騎行模式

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

4.3? ? 混動騎行模式

這種模式主要體現為：鎖定16座墊，臀部不再前后滑動，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，此時即可以采用混動騎行模式。雙腿圓周循環蹬踏自行車腳踏的同時，雙手拉動19手把，使21擺桿前后擺動，車輛同時獲得2個驅動力，可以輕松獲得前進的動力，手臂、腰腹、腿部同時參與到自行車騎行中，讓騎行更輕松、騎行速度更快，同時也讓騎行更有趣（見圖4）。

4.4? ? 室內使用模式

這種模式主要體現為：當采用騎行臺將車輛后輪軸架起固定后，本車輛即相當于動感單車、室內劃船機，甚至還能開發出劃船機不具備的反劃船動作（見圖5）。

5? ? 劃船自行車的設計特點

作為一款全新型運動自行車，本車輛具有以下設計特點：（1）通過增加一個07齒輪箱和一個08小鏈輪，為傳統自行車增加了一個附加動力，讓通過手臂推拉驅動車輛前行變為可能。（2）劃船機發力的動作簡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體驗感，本車輛設置了03前腳撐，騎行者采用劃船騎行時，雙腳踩在前腳撐，支撐發力；座墊設置在17滑軌上，可前后滑動。完整發力過程為腳撐—腿蹬—臀部后移—手拉手把……? ? ? ? ?（3）19手把一直處于相對運動狀態，無法剛性與05前叉固定，故采用06轉向鋼絲加鋼絲輪的組合方式，使19手把轉動時，能夠通過06轉向鋼絲帶動05前叉和04前輪的轉向動作。（4）為騎行安全考慮，擺桿設置一鍵鎖定功能，當騎行者需要緊急剎車或固定車把采用普通騎行模式時，可以鎖定擺桿，就能獲得與普通自行車相似的體驗感。（5）為適應不同身高的騎行者以及不同騎行者的使用習慣，本車輛21擺桿長度、16座墊高度、16座墊俯仰角度、03前腳撐角度均可調節，適應范圍更廣。

6? ? 結束語

劃船自行車是一款新型產品，既可以作為代步工具進行代步交通、短途旅行，又可以作為全面、新穎的健身工具[3]，對身體進行綜合鍛煉，讓自行車這個健康、環保的交通工具最大化發揮健身休閑功能，豐富人們騎行的方式。劃船自行車一經推出，馬上在接觸人群中引起強烈的反響，預計產品會在經濟價值和社會價值上取得光明的前景。

參考文獻

[1]愛秀美.劃船機的鍛煉效果 劃船機減脂效果如何[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.將單車與劃船機融為一體，讓戶外騎行兼具樂趣與健身功能[EB/OL].（2022-11-10）[2022-12-02].https：//36kr.com/p/1994247804301828.