双人健身机的设计与应用

周海涛++杜艳婷++沙承玉

摘要：在健身房利用跑步机或动感单车进行健身时，为了提高健身效果，每次锻炼往往需要较长时间,锻炼过程较为枯燥。而且耗能极高，每小时平均耗电1.2kw·h 。为了解决运动过程中耗能高的问题，我们设计了一种基本实现零耗能的双人运动健身装置。 本健身机能满足双人同时运动，并且避免了停电条件下无法使用的问题，达到了安全、节能的效果。实现了运动锻炼、交流两不误。同时，传动轴之间的带传动，具有缓冲运动冲击，使跑步机运行平稳的作用。

关键词：双人健身；节能；动感单车；跑步机

一、研制背景及意义

传统的动感单车是传动式机械，它的传动装置包括：主动齿轮（通称轮盘）、被动齿轮（通称飞轮）、链条及变速器等。健身者骑动自行车，通过踏板带动齿轮旋转，最后健身者消耗的能量转化为齿轮转动的动能最后消失，没有得到有效利用。跑步机分为机械式跑步机和电动跑步机，其中机械式跑步机属于主动式跑步方式，跑步的快慢由自己掌握，不需耗费外来能源，而电动跑步机是健身房及家庭较高档的器材，它通过电机带动跑带使人以不同的速度被动地跑步或走动。

本设计方式利用电动跑步机原理，将跑步机动力源换为健身者骑动动感单车所产生的动力，撤去动感单车中的飞轮装置，跑步机相当于动感单车的重载部分。人骑健身车所产生的机械能，可带动跑步机运动，同时，又可将其转化为电能储存到蓄电池中，可供备用。另一方面，双人可边运动边交流，有利于促进交流增加情感。

二、设计方案

本健身机主要由动感单车、连接机构和跑步机三个部分构成，整体结构如图所示。

图1 双人健身机整体结构图

（一）动感单车及跑步机各部分结构图

图2跑步机整体结构图

图3 动感单车整体结构图

动感单车主要由车架、底板、齿轮组成。车架为主体结构，动感单车通过底板与跑步机部分固定连接，齿轮为传动机构，通过链条与跑步机传动。

本设计方案中动感单车为主动件，为了满足跑步机上跑步者需要的不同跑步速度，动感单车上装有4个齿数不同的齿轮，齿数分别为12、20、30、40，跑步者可以根据需求调节4个不同档位。

（二）连接部分。根据预期达到的效果我们设计该装置能有三种工作状态：动感单车和跑步机同时工作；动感单车单独工作；跑步机单独工作。

齿轮与轴套固接为一个整体，轴固定于支座，通过操纵杆调整轴套，轴套在固定轴上滑动改变位置从而使轴套上左右的齿轮嵌入内齿轮中，传递动力，带动下一构件。机构中传动带都与轴套连接为整体，运动状态相同。各工作状态具体实现方案分析如下。

（1）同时工作。将传动轴1上的操作杆1掰到右位，轴套上的外齿轮与相对应的内齿轮啮合。动感单车的动力经链条2传至轴套上的外齿轮，再经过内齿轮，带1将动力传送至传动轴2。将传动轴2上的操作杆2掰到左位。动力自带2传递给第一滚筒。最后第一滚筒将动力传送至跑步机履带，实现动感单车与跑步机同时工作。（2）动感单车单独工作。将传动轴1上的操作杆1及传动轴2上的操作杆2都掰到右位。传动轴1上的传动方式与动感单车、跑步机同时工作是传动方式相同。当动力传至传动轴2时，由于操作杆2调整至右位，通过两啮合齿轮，链轮的转速通过链4传至发电箱，将动力转化为电力储存。在实现动感单车单独工作的同时进行发电储能。（3 ）跑步机单独工作。将传动轴1上的操作杆1及传动轴2上的操作杆都掰到左位。齿轮一3通过接入动感单车单独工作时储存的电能（若这部分电力不足，则通过外接电源）接收动力，通过由于轴套位置相应被调整至左位，轴套左位上的齿轮与内齿轮相啮合，动力传至轴套，再通过传动带传送到传动轴2。传动轴2上的传动方式与动感单车、跑步机同时工作是传动方式相同。实现跑步机单独工作。

三、创新点

本作品的创新点在于将动感单车与跑步机连接起来，利用动感单车给跑步机提供动力，节约了部分跑步机原本需要的电能。第二，动感单车和跑步机均设有单人档位和双人档位，能满足动感单车单独工作、跑步机单独工作、两者同时工作的不同需求。第三，动感单车利用齿数不同的齿轮传动，可满足跑步者的不同速度需求。第四 将动感单车与跑步机结合，可满足两人同时运动，增加了健身的趣味性。

参考文献：

[1] 黄华梁、彭文生.机械设计基础. 高等教育出版社，2002

[2] 何铭新、钱可强.机械制图. 高等教育出版社，2004

endprint

摘要：在健身房利用跑步机或动感单车进行健身时，为了提高健身效果，每次锻炼往往需要较长时间,锻炼过程较为枯燥。而且耗能极高，每小时平均耗电1.2kw·h 。为了解决运动过程中耗能高的问题，我们设计了一种基本实现零耗能的双人运动健身装置。 本健身机能满足双人同时运动，并且避免了停电条件下无法使用的问题，达到了安全、节能的效果。实现了运动锻炼、交流两不误。同时，传动轴之间的带传动，具有缓冲运动冲击，使跑步机运行平稳的作用。

关键词：双人健身；节能；动感单车；跑步机

一、研制背景及意义

传统的动感单车是传动式机械，它的传动装置包括：主动齿轮（通称轮盘）、被动齿轮（通称飞轮）、链条及变速器等。健身者骑动自行车，通过踏板带动齿轮旋转，最后健身者消耗的能量转化为齿轮转动的动能最后消失，没有得到有效利用。跑步机分为机械式跑步机和电动跑步机，其中机械式跑步机属于主动式跑步方式，跑步的快慢由自己掌握，不需耗费外来能源，而电动跑步机是健身房及家庭较高档的器材，它通过电机带动跑带使人以不同的速度被动地跑步或走动。

本设计方式利用电动跑步机原理，将跑步机动力源换为健身者骑动动感单车所产生的动力，撤去动感单车中的飞轮装置，跑步机相当于动感单车的重载部分。人骑健身车所产生的机械能，可带动跑步机运动，同时，又可将其转化为电能储存到蓄电池中，可供备用。另一方面，双人可边运动边交流，有利于促进交流增加情感。

二、设计方案

本健身机主要由动感单车、连接机构和跑步机三个部分构成，整体结构如图所示。

图1 双人健身机整体结构图

（一）动感单车及跑步机各部分结构图

图2跑步机整体结构图

图3 动感单车整体结构图

动感单车主要由车架、底板、齿轮组成。车架为主体结构，动感单车通过底板与跑步机部分固定连接，齿轮为传动机构，通过链条与跑步机传动。

本设计方案中动感单车为主动件，为了满足跑步机上跑步者需要的不同跑步速度，动感单车上装有4个齿数不同的齿轮，齿数分别为12、20、30、40，跑步者可以根据需求调节4个不同档位。

（二）连接部分。根据预期达到的效果我们设计该装置能有三种工作状态：动感单车和跑步机同时工作；动感单车单独工作；跑步机单独工作。

齿轮与轴套固接为一个整体，轴固定于支座，通过操纵杆调整轴套，轴套在固定轴上滑动改变位置从而使轴套上左右的齿轮嵌入内齿轮中，传递动力，带动下一构件。机构中传动带都与轴套连接为整体，运动状态相同。各工作状态具体实现方案分析如下。

（1）同时工作。将传动轴1上的操作杆1掰到右位，轴套上的外齿轮与相对应的内齿轮啮合。动感单车的动力经链条2传至轴套上的外齿轮，再经过内齿轮，带1将动力传送至传动轴2。将传动轴2上的操作杆2掰到左位。动力自带2传递给第一滚筒。最后第一滚筒将动力传送至跑步机履带，实现动感单车与跑步机同时工作。（2）动感单车单独工作。将传动轴1上的操作杆1及传动轴2上的操作杆2都掰到右位。传动轴1上的传动方式与动感单车、跑步机同时工作是传动方式相同。当动力传至传动轴2时，由于操作杆2调整至右位，通过两啮合齿轮，链轮的转速通过链4传至发电箱，将动力转化为电力储存。在实现动感单车单独工作的同时进行发电储能。（3 ）跑步机单独工作。将传动轴1上的操作杆1及传动轴2上的操作杆都掰到左位。齿轮一3通过接入动感单车单独工作时储存的电能（若这部分电力不足，则通过外接电源）接收动力，通过由于轴套位置相应被调整至左位，轴套左位上的齿轮与内齿轮相啮合，动力传至轴套，再通过传动带传送到传动轴2。传动轴2上的传动方式与动感单车、跑步机同时工作是传动方式相同。实现跑步机单独工作。

三、创新点

本作品的创新点在于将动感单车与跑步机连接起来，利用动感单车给跑步机提供动力，节约了部分跑步机原本需要的电能。第二，动感单车和跑步机均设有单人档位和双人档位，能满足动感单车单独工作、跑步机单独工作、两者同时工作的不同需求。第三，动感单车利用齿数不同的齿轮传动，可满足跑步者的不同速度需求。第四 将动感单车与跑步机结合，可满足两人同时运动，增加了健身的趣味性。

参考文献：

[1] 黄华梁、彭文生.机械设计基础. 高等教育出版社，2002

[2] 何铭新、钱可强.机械制图. 高等教育出版社，2004

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摘要：在健身房利用跑步机或动感单车进行健身时，为了提高健身效果，每次锻炼往往需要较长时间,锻炼过程较为枯燥。而且耗能极高，每小时平均耗电1.2kw·h 。为了解决运动过程中耗能高的问题，我们设计了一种基本实现零耗能的双人运动健身装置。 本健身机能满足双人同时运动，并且避免了停电条件下无法使用的问题，达到了安全、节能的效果。实现了运动锻炼、交流两不误。同时，传动轴之间的带传动，具有缓冲运动冲击，使跑步机运行平稳的作用。

关键词：双人健身；节能；动感单车；跑步机

一、研制背景及意义

传统的动感单车是传动式机械，它的传动装置包括：主动齿轮（通称轮盘）、被动齿轮（通称飞轮）、链条及变速器等。健身者骑动自行车，通过踏板带动齿轮旋转，最后健身者消耗的能量转化为齿轮转动的动能最后消失，没有得到有效利用。跑步机分为机械式跑步机和电动跑步机，其中机械式跑步机属于主动式跑步方式，跑步的快慢由自己掌握，不需耗费外来能源，而电动跑步机是健身房及家庭较高档的器材，它通过电机带动跑带使人以不同的速度被动地跑步或走动。

本设计方式利用电动跑步机原理，将跑步机动力源换为健身者骑动动感单车所产生的动力，撤去动感单车中的飞轮装置，跑步机相当于动感单车的重载部分。人骑健身车所产生的机械能，可带动跑步机运动，同时，又可将其转化为电能储存到蓄电池中，可供备用。另一方面，双人可边运动边交流，有利于促进交流增加情感。

二、设计方案

本健身机主要由动感单车、连接机构和跑步机三个部分构成，整体结构如图所示。

图1 双人健身机整体结构图

（一）动感单车及跑步机各部分结构图

图2跑步机整体结构图

图3 动感单车整体结构图

动感单车主要由车架、底板、齿轮组成。车架为主体结构，动感单车通过底板与跑步机部分固定连接，齿轮为传动机构，通过链条与跑步机传动。

本设计方案中动感单车为主动件，为了满足跑步机上跑步者需要的不同跑步速度，动感单车上装有4个齿数不同的齿轮，齿数分别为12、20、30、40，跑步者可以根据需求调节4个不同档位。

（二）连接部分。根据预期达到的效果我们设计该装置能有三种工作状态：动感单车和跑步机同时工作；动感单车单独工作；跑步机单独工作。

齿轮与轴套固接为一个整体，轴固定于支座，通过操纵杆调整轴套，轴套在固定轴上滑动改变位置从而使轴套上左右的齿轮嵌入内齿轮中，传递动力，带动下一构件。机构中传动带都与轴套连接为整体，运动状态相同。各工作状态具体实现方案分析如下。

（1）同时工作。将传动轴1上的操作杆1掰到右位，轴套上的外齿轮与相对应的内齿轮啮合。动感单车的动力经链条2传至轴套上的外齿轮，再经过内齿轮，带1将动力传送至传动轴2。将传动轴2上的操作杆2掰到左位。动力自带2传递给第一滚筒。最后第一滚筒将动力传送至跑步机履带，实现动感单车与跑步机同时工作。（2）动感单车单独工作。将传动轴1上的操作杆1及传动轴2上的操作杆2都掰到右位。传动轴1上的传动方式与动感单车、跑步机同时工作是传动方式相同。当动力传至传动轴2时，由于操作杆2调整至右位，通过两啮合齿轮，链轮的转速通过链4传至发电箱，将动力转化为电力储存。在实现动感单车单独工作的同时进行发电储能。（3 ）跑步机单独工作。将传动轴1上的操作杆1及传动轴2上的操作杆都掰到左位。齿轮一3通过接入动感单车单独工作时储存的电能（若这部分电力不足，则通过外接电源）接收动力，通过由于轴套位置相应被调整至左位，轴套左位上的齿轮与内齿轮相啮合，动力传至轴套，再通过传动带传送到传动轴2。传动轴2上的传动方式与动感单车、跑步机同时工作是传动方式相同。实现跑步机单独工作。

三、创新点

本作品的创新点在于将动感单车与跑步机连接起来，利用动感单车给跑步机提供动力，节约了部分跑步机原本需要的电能。第二，动感单车和跑步机均设有单人档位和双人档位，能满足动感单车单独工作、跑步机单独工作、两者同时工作的不同需求。第三，动感单车利用齿数不同的齿轮传动，可满足跑步者的不同速度需求。第四 将动感单车与跑步机结合，可满足两人同时运动，增加了健身的趣味性。

参考文献：

[1] 黄华梁、彭文生.机械设计基础. 高等教育出版社，2002

[2] 何铭新、钱可强.机械制图. 高等教育出版社，2004

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