毕业设计(论文)
多功能自动跑步机设计
DESIGN OF MULTIFUNCTIONAL AUTOMATIC RUNNING MACHINE
学生姓名 黄黎
明
班 级 09机电1学号20090606130
学院名称 机电工程学院
专业名称 机械设计制造及其自动化
指导教师
张宏艳
2013年 5 月 22日
图书分类号： 密 级：
徐州工程学院学位论文原创性声明
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本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。
论文作者签名：日期：年月日
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论文作者签名：导师签名：
日期：年月日日期：年月日
摘要
跑步机是家庭及健身房常备的器材，是当今家庭健身器材中最简单的一种，是家庭健身器的最佳选择。未来跑步机市场将会普及并以人性化为主，所以跑步机行业的研究设计和开发拥有较好前景。
本课题是首先调查和总结市场上现有的跑步机的优缺点，然后完成多功能跑步机的设计。设计包括支架，基架，滚筒，跑步板，跑步带等，设计的多功能跑步机具有便于搬运、结构简介、外观美观、设计人性化等特点。除跑步功能外，还有美腰、扭腰、仰卧起坐等健身方式供用户选择。除此之外还介绍了跑步机的正确使用方法和保养方法，强调了使用跑步机时的安全问题，这对于以人性化发展为主的多功能跑步机来说是非常重要的。
关键词：健身器材；跑步机；多功能
Abstract
The running machine is the standing equipment in the families and gyms , today it is the one of the most simple home fitness equipment, it is the best choice for family fitness . Running machine in the future market will spread and give priority to with humanistic humanized.So treadmill research design and development industry has good prospects.
This topic is to investigate and summarize the advantages and disadvantages of existing running machine on the market, and then complete the design of multifunctional running machine .Design includes support, base frame, roller, running boards, running belt and so on, the design of multi-function running machine has easy to handle, profile structure, pleasing appearance, humanized design, etc.In addition to running features, there are US-waist, wriggled, sit-ups, dumbbell, fitness back and neck massage vibration mode for the user to choose.What’s more,the paper also introduced the correct using method and maintenance method of treadmills, emphasizes the use of running machine safety, this for multifunction treadmill is given priority to with the humanized development is very important.
Keywords fitness equipment multifunctional treadmill
多功能跑步机设计毕业论文 目录 第一章绪论 (1) 第二章总体方案设计 (2) 2.1基本功能设计 (2) 2.2构造设计 (2) 2.3功能原理的确定和多功能的介绍 (3) 2.4小结 (3) 第三章传动结构及参数设计 (4) 3.1电动机类型功率选择 (4) 3.2电动机技术参数................................ 错误!未定义书签。 3.3传动机构设计步骤及参数选择 (5) 3.4多楔带带轮材料结构和尺寸选择 (9) 3.5带传动的紧装置的选择 (9) 3.6小结 (10) 第四章外型结构和滚筒设计 (11) 4.1机架的设计 (11) 4.2支架的设计 (13) 4.3机罩 (15) 4.4轴的设计和轴承选择 (16) 4.5轴结构的设计 (17) 4.6强度计算 (18) 4.7滚筒要求 (19) 第五章跑步板及跑步带设计 (21) 5.1跑步板 (21) 5.2跑步带 (22) 5.3跑带调整 (22) 5.4跑台润滑油的填加 (24) 5.5小结 (25) 第六章多功能设计 (26)
6.1避震系统的设计 (26) 6.2扭腰盘的设计.................................. 错误!未定义书签。 6.3连接结构设计 (27) 6.4旋转结构设计.................................. 错误!未定义书签。 6.5仰卧起坐架设计 (28) 6.6小结 (29) 第七章结论与展望 (30) 致 (31) 参考文献 (31)
第一章绪论 生命在于运动，健康源于运动。跑步是目前非常流行的一种有氧健身运动，它在医学界和体育界享有高度评价，它是保持一个人身心健康最有效、最科学的健身方式。 近年来，健康越来越成为人们关注的焦点，健身器材产业随之蓬勃发展，跑步机的出现，一方面满足了人们在室进行跑步锻炼的需要：另一方面由于省去了蹬伸动作比在陆地上多跑1/3的路程，能量消耗也大于陆地训练。此外户外跑步条件的不断被缩减，城市污染的逐渐严重，汽车尾气排放于大街小巷，使我们生活的环境中越来越缺少鸟语花香和清新空气，又由于运动场地还未普及，我们对于户外跑步的兴趣越来越少。因此家中备置跑步机，或者到健身房锻炼成为了一种时尚。 跑步机，它分为机械式跑步机和电动跑步机。年龄较大的人员可以选择机械型跑步机，它是一种主动式的跑步方式，跑步的快慢由自己掌握，使用者可根据自身状况进行散步、慢跑或快跑。年轻人可以选择电动跑步机，它是一种被动式的跑步方式，根据自身体能首先设定跑步速度，强行训练者按此速度进行跑步。 机械跑步机是依靠跑步者脚与跑步带的摩擦力带动来运行的，简单的说电动跑步机是依靠电机带动跑步带运行。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。由于被动地形成跑和走，从动作外形上看，几乎与普通在地面上跑或走一样，但从人体用力上看，在电动跑步机上跑、走比普通跑、走省去了一个蹬伸动作。正是这一点使每一个在电动跑步机上走跑的人感到十分轻松自如，可使人比普通跑步多跑1/3左右的路程，能量消耗也比普通走、跑为多。另外，由于电动跑步机上的电子辅助装备功能非常多，可体验不同的跑步环境，如平地跑、上坡跑、丘陵跑、变速跑等，您可根据您的锻炼目的进行选择。 一台多功能跑步机是由跑步机、划船器、卧式健身车、立式健身车、放松机、腰旋器等功能器材组合而成，以功能多、占地少而受到一些人的喜爱。它的锻炼方法同普通跑步机一样，但从健身器所应具备的使用舒服、方便，技术动作准确合理上看，多功能跑步机有一定缺陷。 因此，本次对多功能跑步机进行重新设计，本设计先通过预估后进行强度计算进行校核，通过大量的计算和校核，设计出既牢固、简洁又合理美观的部传动结构和外部基架结构的设计，并对多功能设计的结构也做了一定的设计，尽量弥补一些传统跑步机所存在的缺陷。
多功能自动跑步机机械结构设计 摘要 跑步机是家庭及健身房常备的器材，而且是当今家庭健身器材中最简单的一种，是家庭健身器的最佳选择。专家们相信未来跑步机市场将以高价位产品为主导。低价位产品销售也不错，近几年价格已有上升趋势。注重生活时尚的消费者认为跑步机价格在上千元以上是理所当然的事。种种迹象表明未来，跑步机的需求还会持续的增长，特别是针对一些新兴功能的跑步机。 本文是用通过SOLIDWORKS三维软件进行设计的，主要包括自动跑步机的机械设计、样式设计及功能设计，最后对该多功能跑步机的保养及使用。设计内容主要包含电机的设计、传动装置的设计、外部框架的设计、滚筒的设计、跑步带的设计、减震的设计，材料及结构的设计等，本文设计中参考了国内外各品牌结构和样式，对一些参数进行一些设计、计算及设定，同时还考虑到如何设计才更为人性化，使得多功能跑步机的性能及作用扩大化。 关键词：跑步机机械结构多功能
Abstract Treadmills are standing families and gym equipment, and is today the home fitness equipment is the most simple one, is the best choice for family fitness. Experts believe that the future market will be high-priced treadmills product oriented. Low-cost product sales are good, the price has been rising in recent years. Focus on lifestyle of consumers believe that the price of a thousand dollars a treadmill than a matter of course. There are indications that the future needs of the treadmill will continue to grow, especially for some of the new features of the treadmill. This is carried out through a three-dimensional software SOLIDWORKS design, including automatic treadmill mechanical design, style, design and function and design, and finally the multi-function treadmill maintenance and use. Design content mainly includes motor design, gear design, exterior design of the framework, drum design, running belt design, shock absorption design, material and structural design, this reference design the structure and the brand at home and abroad style, for some some design parameters, calculation and setting, but also consider how to design it more humane, making multi-function treadmill performance and expansion. Keywords: mechanical structure of multifunction Capital market
题目多功能跑步机的创新设计
目录 摘要及关键词 (1) 1 引言 (1) 1.1 跑步机使用局限问题 (1) 1.2 选题目的和意义 (1) 1.3 国外的研究现状和发展趋势............................... 错误！未定义书签。 2 辅助自行车工作原理及功能................................. 错误！未定义书签。 2.1 辅助自行车工作原理..................................... 错误！未定义书签。 2.2 辅助自行车实际使用功能................................................... 2.3辅助自行车设计图纸 3 攀爬功能设计............................................. 错误！未定义书签。 3.1 攀爬功能的机械原理..................................... 错误！未定义书签。 3.2 攀爬运动的功能......................................... 错误！未定义书签。 3.3 攀爬功能设计图纸....................................... 错误！未定义书签。 4 .O型云梯功能设计........................................ 错误！未定义书签。 4.1O型云梯功能的机械原理及功能............................ 错误！未定义书签。 4.2O型云梯设计图纸........................................ 错误！未定义书签。 5 扭腰盘功能设计............................................................ 5.1 扭腰盘功能原理........................................................... 参考文献.. (2) 辞 (4) 多功能跑步机的创新设计 摘要
新型跑步机的设计 作者：孙胜伟 来源：《电子世界》2012年第14期 【摘要】本文对跑步机传动机构，外型结构等各部分机械结构进行设计；选择更加适合的电机，由PWM调速电源直接对电机调速，电机通过多楔带带动跑步机前轴，从而带动跑步带的运动；为跑步机增加人机交互、液压折叠等多功能设计，使人们可以以多种方式锻炼身体并且节省生活空间，满足多方面生活需要。 【关键词】跑步机；人机交互；电机调速 1.引言 结合日益发展的计算机和通信技术，嵌入式系统在家用电器上的应用越来越广泛，家用跑步机作为传统的健身设备已不陌生，通过对传统的跑步机进行改造，使其在功能上更加完善，使用更加方便。 通过分析现有跑步机[1]的功能和特点，设计了各部分机械结构，如传动机构，外形结构等；电机的选择以及各部分标准零件的选择。同时也研究了跑步机的一些附加功能，使跑步机的健身功能更加完善，拥有更全面的健身方式和锻炼功能，以达到更全面的健身效果。 2.整体结构的设计 家用跑步机主要由基架、支架、跑步版、扶手、电动机、可调电源、跑步带、折叠机构及仪表控制盘等组成。主要完成对跑步机主要机械部件的设计以及控制部分的设计。 3.主要传动机构的设计 跑步机的传动类型选择带传动，带传动属于定传动比匀速传动机构。带传动的优点决定了我们的选择，它结构简单，成本低廉，能够很好的缓和载荷冲击，运行平稳，无噪声，并且过载时会引起皮带在带轮上打滑，因而可以有效的防止其他零件的损坏，拥有过载保护的作用。 3.1 轴承的选择与计算 深沟球轴承主要用于承受径向载荷，除可受径向负载以外还可以承受两个方向的轴向载荷，摩擦力矩小，摩擦系数小，振动与噪声也较低，极限转速高，精度高，最适用于要求高速旋转，低噪音，低震动的场合。 因为滚筒上的轴承主要承受的就是径向载荷，基于深沟球轴承的各种优点和我们设计的需要，选用深沟球轴承。
电动跑步机的控制系统与维修常识 一、电动跑步机控制系统（以下简称电控系统）的基本组成 电控系统主要由：控制面板（电子表）、电机驱动器（驱动板）、电机、连接线及附件组成。控制面板：俗称“电子表”负责与用户交流，并把各种用户期望的信息传递给电机驱动器（驱动板）来控制速度与扬升位值，同时显示各种运动参数，最常见的有：速度、时间、里程、热量、心跳；功能复杂一些的电子表还会显示如运动程式图等等信息。电子表的显示器分为“LCD”与“LED”两种方式，LCD就是我们通常所说的液晶，它的类型有很多种，目前用的最多的是TN型液晶，例如：我们的“JS1385系列”就是采用这一类型液晶，它最大的特点是功耗小，成本低，线路简单，所以在一些中低档的产品上采用较多，当然，液晶也可以做成高档的产品，如：我们的“5000A系列”蓝屏多功能跑步机就是一款中高档产品，还有“LED”用比较专业叫法是“发光二极管”，顾明思义，因其本身会发光，出来的产品比较华丽，还可以做成各种颜色。所以在一些中高档产品上普遍采用，它的特点是功耗大，成本高，线路比较复杂，电子表作为人机交流的窗口在，自然少不了按键，目前较为常用的按键有轻触按键、簧片按键与薄膜按键。这三种按键各自有各自的特色，但从国内的制造水平来看簧片按键最为可靠。 电机驱动器（驱动板）：俗称“下控”或“电控”，负责驱动直流电机与扬升马达，以达到预定的速度与扬升位置，我们现在将下控分为两大类，光电型与磁感型。二者除了传感信号不同之外，基本差不多，何为光电型呢？就是在电机的一侧装有一光电感应器，侦测电机的转速并将此信号反馈给电控来控制速度，磁感型则在前滚筒皮带轮处装有一磁性传感器，侦测滚筒的转速并将此信号反馈给电控来控制速度。所以二者只是控制的方式不同而目的是一样的，用来稳定跑带的速度。电控会因马达的功率与跑步机的功能不同而做成各种规格。 2、电机也叫马达，大同小异，通常只区分为不同的功率，如1HP、2HP等。 3、连接线：负责信息与能量传递，也就是电子表与驱动板的通讯。 附件：包括有：负离子发生器，风扇，喇叭等。通常与电子表合成一体。
多功能跑步机的毕业设 计论文 目录 第一章绪论 (1) 第二章总体方案设计 (2) 2.1基本功能设计 (2) 2.2构造设计 (2) 2.3功能原理的确定和多功能的介绍 (3) 2.4小结 (4) 第三章传动结构及参数设计 (5) 3.1电动机类型功率选择 (5) 3.2电动机技术参数 (6) 3.3传动机构设计步骤及参数选择 (7) 3.4多楔带带轮材料结构和尺寸选择 (10) 3.5带传动的紧装置的选择 (11) 3.6小结 (12) 第四章外型结构和滚筒设计 (13) 4.1机架的设计 (13) 4.2支架的设计 (15) 4.3机罩 (17) 4.4轴的设计和轴承选择 (18) 4.5轴结构的设计 (20) 4.6强度计算 (20) 4.7滚筒要求 (21) 第五章跑步板及跑步带设计 (23) 5.1跑步板 (23) 5.2跑步带 (23)
5.3跑带调整 (24) 5.4跑台润滑油的填加 (25) 5.5小结 (26) 第六章多功能设计 (27) 6.1避震系统的设计 (27) 6.2扭腰盘的设计 (28) 6.3连接结构设计 (29) 6.4旋转结构设计 (30) 6.5仰卧起坐架设计 (31) 6.6小结 (32) 第七章结论与展望 (33) 致谢 (34) 参考文献 (35)
第一章绪论 生命在于运动，健康源于运动。跑步是目前非常流行的一种有氧健身运动，它在医学界和体育界享有高度评价，它是保持一个人身心健康最有效、最科学的健身方式。 近年来，健康越来越成为人们关注的焦点，健身器材产业随之蓬勃发展，跑步机的出现，一方面满足了人们在室进行跑步锻炼的需要：另一方面由于省去了蹬伸动作比在陆地上多跑1/3的路程，能量消耗也大于陆地训练。此外户外跑步条件的不断被缩减，城市污染的逐渐严重，汽车尾气排放于大街小巷，使我们生活的环境中越来越缺少鸟语花香和清新空气，又由于运动场地还未普及，我们对于户外跑步的兴趣越来越少。因此家中备置跑步机，或者到健身房锻炼成为了一种时尚。 跑步机，它分为机械式跑步机和电动跑步机。年龄较大的人员可以选择机械型跑步机，它是一种主动式的跑步方式，跑步的快慢由自己掌握，使用者可根据自身状况进行散步、慢跑或快跑。年轻人可以选择电动跑步机，它是一种被动式的跑步方式，根据自身体能首先设定跑步速度，强行训练者按此速度进行跑步。 机械跑步机是依靠跑步者脚与跑步带的摩擦力带动来运行的，简单的说电动跑步机是依靠电机带动跑步带运行。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。由于被动地形成跑和走，从动作外形上看，几乎与普通在地面上跑或走一样，但从人体用力上看，在电动跑步机上跑、走比普通跑、走省去了一个蹬伸动作。正是这一点使每一个在电动跑步机上走跑的人感到十分轻松自如，可使人比普通跑步多跑1/3左右的路程，能量消耗也比普通走、跑为多。另外，由于电动跑步机上的电子辅助装备功能非常多，可体验不同的跑步环境，如平地跑、上坡跑、丘陵跑、变速跑等，您可根据您的锻炼目的进行选择。 一台多功能跑步机是由跑步机、划船器、卧式健身车、立式健身车、放松机、腰旋器等功能器材组合而成，以功能多、占地少而受到一些人的喜爱。它的锻炼方法同普通跑步机一样，但从健身器所应具备的使用舒服、方便，技术动作准确合理上看，多功能跑步机有一定缺陷。 因此，本次对多功能跑步机进行重新设计，本设计先通过预估后进行强度计算进行校核，通过大量的计算和校核，设计出既牢固、简洁又合理美观的部传动结构和外部基架结构的设计，并对多功能设计的结构也做了一定的设计，尽量弥补一些传统跑步机所存在的缺陷。
学校代码：11517 学号： HENAN INSTITUTE OF ENGINEERING 文献综述 题目多功能电动跑步机的设计 学生姓名 专业班级 学号 系（部）机械工程学院 指导教师(职称) 完成时间 2014年 2 月 25日
多功能电动跑步机的设计 摘要：跑步机的基本功能是构建一条运动的跑道（跑步带），跑带的运动方向与运动者的跑动方向相反，但速度必须自动保持一致，这样就使得运动者能够在原地进行跑步锻炼了。 关键词：跑步机PWM调速设计传动提高研究 研究背景 研究伴随着社会的发展，科技的进步，人们的生活水平随之提高，人们对健康的生活质量要求越来越高！在当前的社会环境下，如何有效的提高生活质量至关重要。现在，社会的发展忽略环境的保护，追求GDP的增长，室外的环境已严重不适合人们进行身体锻炼，汽车的普及，道路上车流如织，汽车尾气的排放、噪声的污染、交通事故的频繁发生。诸多原因，造成室外的环境锻炼已不适合于人们，有效的进行室内锻炼成为人们提高身体健康、锻炼的必然趋势。而多功能跑步机是当今家庭健身器材中最简单的一种，是家庭健身器的最佳选择，不受外界天气、空气污染、噪声污染，在室内进行有氧运动，随时随地，方便高效。跑步机的设计上有减震功能，对脚踝和膝部反冲击有减弱作用，减轻在锻炼时对我们身体的副作用！ 跑步机上有里程、时间、速度显示，可更好的控制运动频率和运动强度，有的跑步机上还有电视显示屏、MP3、心率和热量消耗统计，这些能让使用者更好的把握运动量，让运动者更好的更高效的更科学的进行锻炼。 因此，电动跑步机设计是时代和人民生活水平发展进步所需，非常具有现
实意义。有力的推进全民健身，拉动体育消费，有效地带动了体育产业的长足发展，对提升中国体育用品公众认知度具有深远意义，对包括电动跑步机在内的体育用品业的发展，对促进体育用品业行业的整体提升，构筑规模效益，进入全球市场，都将提供一个大舞台。 研究现状 国内现状 国内智能跑步机，在软件结构里面，虽然说有所摄入，但是投入还是远远不够，只要推广以下几个方向，轻便、小巧、操作方便，更具有散步、快走、跑步、扭腰、压腿、按摩等多种运动功能，能够满足使用者全家的健康需求，让人变得更加健康。用五大人性化操作，LED智能视窗、快捷速度键、手握式心律测试器、安全制动快关、高保真音箱。面板有LED屏，能够显示速度、距离、心率、时间、卡路里消耗五种数据，让使用全面掌握运动状态，保持最佳运动效果。 总之，国内的跑步机还是注重跑步机的实用性，对跑步锻炼的基本要求的实现比较注重，而在智能和高科技方面和外国相比，显得略微薄弱一些。需要投入更多关于人的关怀，不同人群的兴趣偏好，科技含量的摄入等。 国外现状 国外的跑步机也不外乎有像中国那样传统的跑步机，由于发达国家科技发展领先，也出现了一些新型的跑步机，比如源自美国航天局的最新航空技术设计的反重力跑步机[10]（如图1）。使用气压平缓地举起健身者。该跑步机基于一个充气垫可使健身者减轻体重，从而避免体能锻炼时出现的受伤。
多功能跑步机的创新设计
题目多功能跑步机的创新设计 指导教师 学生姓名 学号 专业机械设计制造及其自动化教学单位
目录 摘要及关键词 (1) 1 引言 (1) 1.1 跑步机使用局限问题 (1) 1.2 选题目的和意义 (1) 1.3 国内外的研究现状和发展趋势............................................................ 错误！未定义书签。 2 辅助自行车工作原理及功能................................................................... 错误！未定义书签。 2.1 辅助自行车工作原理............................................................................ 错误！未定义书签。 2.2 辅助自行车实际使用功能........................................................................................................ 2.3辅助自行车设计图纸 3 攀爬功能设计........................................................................................... 错误！未定义书签。 3.1 攀爬功能的机械原理............................................................................ 错误！未定义书签。 3.2 攀爬运动的功能.................................................................................... 错误！未定义书签。 3.3 攀爬功能设计图纸................................................................................ 错误！未定义书签。 4 .O型云梯功能设计................................................................................... 错误！未定义书签。 4.1O型云梯功能的机械原理及功能.......................................................... 错误！未定义书签。 4.2O型云梯设计图纸.................................................................................. 错误！未定义书签。 5 扭腰盘功能设计......................................................................................................................... 5.1 扭腰盘功能原理........................................................................................................................ 参考文献.. (2) 谢辞 (4)
摘要 跑步机是家庭及健身房常备的器材，而且是当今家庭健身器材中最简单的一种，是家庭健身器的最佳选择。专家们相信未来跑步机市场将以高价位产品为主导。低价位产品销售也不错，近几年价格已有上升趋势。注重生活时尚的消费者认为跑步机价格在 1000美元以上是理所当然的事。这些迹象表明，未来跑步机仍会持续增长。 此次设计的任务为学习相关三维软件并使用软件进行电动跑步机机械部分的零件建摸，结构设计，产品的装配，和最后出产品的渲染图，发布产品的宣传海报。设计过程中使用了三维实体软件SOLIDWORKS进行了零件的实体建模，和总体结构的设计。设计包括支架，基架，滚筒，跑步板，跑步带等，设计中参考了国内外各品牌结构和样式，对传动机构进行了精确计算，而且设计中重点突出了减震系统的重要性和跑步板防静电的功能性，设计更为人性化，使跑步者能感受到跑步机的力量。 由于跑步机的特殊性，安全问题更值关注，如何正确使用跑步机，和跑步机的保养同样重要。 关键词：总体结构；传动机构；减震系统；跑步板；跑步机使用；多功能设计
Abstract The race apparatus is the family and apparatus always on the alert of gymnasium, and the simplest one in the body-building apparatus of the current family, it is the best choice of the family building up body device . The experts believe the race apparatus market will take high price products as the leading factor in the future. Low price products sell too good, price in recent years had the tendency to rise. Pay attention to consumers with fashionable life and think the price of the race apparatus is the natural thing above 1000 U.S. dollars. These signs indicate , the race apparatus will still increase continuously in the future. Have used the three-dimensional entity software SOLIDWORKS to carry on the entity modeling of the part in the course of designing, design with the ensemble architecture . Design and include the support , the base shelf , the cylinder , run board, is it bring to run, design consult domestic and international every brand structure and design, carry on accurate calculation by organization to transmission, and design stress shock attenuation systematic importance and run the static -proof functionality of the board especially, the design enables persons who run to experience the strength of the race apparatus. Because of the particularity of the race apparatus, safe problem is worth paying close attention toer, how to use the race apparatus correctly, it is as important as maintenance of the race apparatus. Key word:Overall structure；Main transfer machinery；Damping system；Run board；Run , machine use；Muti_function design 目录
基于虚拟现实技术的多功能跑步机系统的 研究与设计 王永强 兰州大学信息科学与工程学院，兰州（730000) E-mail:wangyongq@https://www.doczj.com/doc/d56884120.html, 摘要：虚拟现实技术在健身运动中的应用不仅可以提高健身者的健身效果，还可以使人们亲身体验“科技奥运”活动所带来的乐趣。本文结合自己的工作，介绍了虚拟现实技术与健身体育器械结合的现状和使用的关键技术，并研究设计了基于虚拟现实技术的跑步机系统，可以得出结论，VR技术必将改变人们的健身方式，在与体育技术结合的过程中必将发挥越来越重要的作用。最后对虚拟现实技术在体育训练中的应用前景进行了讨论。 关键词：虚拟现实；健身器械；科技奥运；跑步机 中图分类号：TP391.9 文献标识码：A 1. 引言 随着科技日新月异的发展，人们生活节奏明显加快，这导致很多人处于亚健康状态，人们对健康的渴求变得空前高涨。在城市中由于受到空间的限制，人们锻炼场所多集中于各种室内健身中心，这样各种室内健身器械就随之产生，如室内跑步机、室内自行车等。这些场所和器械虽然在一定程度上提高了人们的健康状态，但是却无法满足人们日益增长的科学健身、快乐健身的需求。人们期待出现能够有效地将室内健身器械与室外自然空间结合起来的健身产品。 虚拟现实(Virtual Reality，简称VR)[1]技术利用计算机模拟的人工环境代替现实世界的真实环境，可以给人身临其境的沉浸感。本文作者对现存传统的跑步机系统进行了研究，结合VR技术和通过立体显示等多通道交互技术设计了满足锻炼者在由计算机构造的虚拟环境中获得如同在真实环境中跑步体验的多功能跑步机系统。 2. VR技术及其与健身器械结合的研究现状 VR技术辅助开发了多种健身器械供人们健身。基于VR技术的健身器械能够使人们在运动的同时有身临其境的感觉，满足人们置身室内锻炼的同时体验到室外自然环境的需求。 2.1 VR技术概述 VR技术是模拟人类感觉世界的实时表示，这里的“世界”既可以是某种特定现实环境的再现，也可以是纯粹构想的虚拟环境。使用者可以通过视觉、听觉、触觉等多通道与之交互，从而能产生“身临其境”的沉浸感。VR系统具有多种输出形式和处理多种输入设备1 的能力，能够进行碰撞检测、实时交互、视点控制和复杂行为建模等[2]。VR技术在军事仿真、娱乐、游戏、教育、医学、虚拟制造等领域都得到了广泛的应用，它的研究体现了多学科交叉的特点。 基于VR技术的健身系统可以分为沉浸式和非沉浸式，前者需要头盔式三维立体显示器,立体眼镜,数据手套,立体声耳机,图形工作站和高性能计算机等设备,使得用户能够感受到比较真实的立体视觉,立体听觉,与虚拟环境进行自然的交互操作,使用户能够完全沉浸在虚拟 王永强，男，1981年出生，兰州大学信息科学与工程学院，硕士
目录 摘要及关键词............................................................................................... 错误！未定义书签。 1 引言............................................................................. 错误！未定义书签。矚慫润厲钐瘗睞枥庑赖。 1.1 跑步机使用局限问题.............................................. 错误！未定义书签。聞創沟燴鐺險爱氇谴净。 1.2 选题目的和意义 (1) 1.3 国内外的研究现状和发展趋势.............................. 错误！未定义书签。残骛楼諍锩瀨濟溆塹籟。 2 辅助自行车工作原理及功能..................................... 错误！未定义书签。酽锕极額閉镇桧猪訣锥。 2.1 辅助自行车工作原理.............................................. 错误！未定义书签。彈贸摄尔霁毙攬砖卤庑。 2.2 辅助自行车实际使用功能........................................................................................................ 2.3辅助自行车设计图纸 3 攀爬功能设计............................................................. 错误！未定义书签。謀荞抟箧飆鐸怼类蒋薔。 3.1 攀爬功能的机械原理.............................................. 错误！未定义书签。厦礴恳蹒骈時盡继價骚。 3.2 攀爬运动的功能...................................................... 错误！未定义书签。茕桢广鳓鯡选块网羈泪。 3.3 攀爬功能设计图纸.................................................. 错误！未定义书签。鹅娅尽損鹌惨歷茏鴛賴。 4 .O型云梯功能设计..................................................... 错误！未定义书签。籟丛妈羥为贍偾蛏练淨。 4.1O型云梯功能的机械原理及功能............................ 错误！未定义书签。預頌圣鉉儐歲龈讶骅籴。 4.2O型云梯设计图纸.................................................... 错误！未定义书签。渗釤呛俨匀谔鱉调硯錦。 5 扭腰盘功能设计......................................................................................................................... 5.1 扭腰盘功能原理........................................................................................................................ 参考文献......................................................................... 错误！未定义书签。铙誅卧泻噦圣骋贶頂廡。谢辞............................................................................................................. 17擁締凤袜备訊顎轮烂蔷。 多功能跑步机的创新设计
多功能跑步机的创新 设计
题目多功能跑步机的创新设计指导教师 学生姓名 学号 专业机械设计制造及其自动化教学单位
目录 谢辞 (17) 多功能跑步机的创新设计 摘要 摘要：本设计是对基于电机动力及电子辅助装置的现代跑步机的机械性能的多功能设计，在原有跑步机功能基础之上通过机械结构的创新改进以求得更多的运动功能和运动体验，并基于此前提下通过优化设计尽力降低其成本价格，并努力缩小其使用及存放空间，在提高其运动价值基础之上使其体现出更大的市场价值，更多的为消费者所接受。为未来城市工薪阶层健身运动开辟出一条新的道路。 关键词：跑步机;多功能;机械 1.引言 1.1跑步机使用局限问题 当前跑步机主流发展方向即向舒适性，多功能性方向发展，其电子附属设备方面发展更新较快，但在其机械装置更新方面稍有欠缺，当前跑步机的运动功能仅限于跑步等少
数几项运动功能，在当下人们生活节奏越来越快的情况下，利用尽量少的时间、空间及资金获得尽量多的运动体验，拓宽跑步机的运动种类非常有必要，而单一的跑步机本身已经占据一定的实际空间，其当下市场价格已经不菲，在相当高的价格及空间使用率之下仅能满足跑步运动功能，对于消费者其他运动需求，譬如上肢运动则要借助于其他运动设施。整个空间及消费需求就会大大增加。不利于此一类家用运动器械的推广和发展。 1.2 选题目的和意义 本次设计选择多功能跑步机的创新设计，其主要考虑方面是跑步机依托于机械装置的设计获得更多的运动功能，拓宽其市场消费前景。通过基本的支架，连杆等机械机构，借助于当下市场跑步机原型加以改进，使其获得更多的运动功能。增加自行车辅助骑行功能，垂直攀爬功能和O型云梯运动功能，可以在原有空间及少量二次资金的投入情况下体验在室内有限空间下自行车骑行体验、垂直梯子攀爬体验、云梯攀行体验，由原来仅能获得的下肢锻炼转变为全身型锻炼。 通过机械部分的改进，设计加入部分杆连接，增加更多运动功能，其本身不会大幅增加其成本，但其运动效果会大幅度增强。使得普通消费大众在没有充足时间及资金的情况下在家中或其他有限空间内进行有效的全面健身。不论是从经济消费方面，即市场前景方面，还是以人为本，从提高人们的生活质量，改善人们的运动条件方面考虑都具有一定的实际意义。 1.3国内外的研究现状和发展趋势 在当下人们生活节奏越来越快，特别是生活在城市当中的人们，其工作压力日益加大，身体所承受的压力和破坏也日益增大。增加体育锻炼，改善身体机能，成为广大上班族的迫切需求，但有限的生活空间，有限的自由支配时间和资金，导致体育健身变得
任务书 一、毕业设计（论文）的目的与要求： 设计一种多功能的自动跑步机，根据市场上现有的跑步机，在其原有功能的基础上进行改进，具备液晶显示、记时速度、距离、心跳、血压测量等功能 技术指标： 1）要求具备计时、速度、心跳、血压、距离测量等基本功能 2）增加体重测量、定时提醒、MP3等新功能 3）进行装配、渲染，制作产品的宣传海报 4）外形设计宜人 二、毕业设计（论文）的内容： 1）学习相关软件 2）查阅相关资料，进行市场调研，查找跑步机的相关资料 3）确定具体设计方案 4）设计零件图 5）使用软件画出零部件的三维实体图 6）装配零件， 7）生成工程图 8）制作新产品的宣传海报(用三维软件进行渲染) 9）编写毕业论文 三、毕业设计（论文）课题应完成的工作： 1）机械装配图1张（A0） 2）电器控制原理图1张（A1） 3）零件图（A0） 4）盘1张（包括跑步机机械零件实体文件、装配文件、说明书电子版） 5）外文翻译1份（3000字，与设计内容相关） 6）毕业设计说明书1份（15000字） 四、毕业设计（论文）进程的安排： 序号设计（论文）各阶段名称日期备注 1 收集相关资料 3.14~3.21 交开题报告 2 学习软件 3.22~4.5 学习相应软件的使用 3 确定总体方案 4.6~4.10 明确设计内容，参数 4 设计零件、绘制草图 4.11~4.28 设计 5 设计装配图 4.29~5.14 装配 6 生成工程图 5.14~5.21 出图 7 编写毕业论文 6.5~6.12 完成论文
五、应收集的资料及参考文献 [1] 王三明主编.机械原理与设计课程设计。北京：机械工业出版社，2005 [2] 邹慧君主编.机械原理.北京.高等教育出版社，1999 [3] 申永胜主编.机械原理教程.北京.清华大学出版社，1999 [4] 张伟社主编.机械原理.西北工业大学出版社，2001 [5] 邹慧君主编.机械原理课程设计手册.高等教育出版社，1998 [6] 赵松年主编.现代机械创新产品分析与设计，2000 [7] 杨家军主编.机械系统创新设计.华中理工大学出版社，2000 [8] 张春林主编.机械创新设计.机械工业出版社，1999 [9] 机械设计手册编委会. 机械设计手册新版2，3卷, 机械工业出版社，2004 [10] 卜炎主编.机械传动装置设计手册（上册），机械工业出版社。1999 六、任务执行日期 自20**年 3 月14 日起，至20** 年6 月12 日止。 学生（签字） 指导教师（签字） 系主任（签字）
多功能跑步机设计 目录 绪论................................................................ - 1 - 第1章总体方案设计................................................ - 2 - 1.1.基本功能.................................................. - 2 - 1.2.构造设计.................................................... - 2 - 1.3.功能原理的确定 .............................................. - 3 - 小结 ............................................................ - 3 - 第2章电动机类型与参数的选择 ....................................... - 4 - 2.1.类型功率选择................................................ - 4 - 2.2.技术参数.................................................... - 4 - 小结 ............................................................ - 5 - 第3章传动机构设计................................................ - 6 - 3.1.设计步骤及参数选择........................................... - 6 - 3.2.多楔带带轮结构和尺寸选择...................................... - 9 - 3.3.带传动的张紧装置的选择 ...................................... - 11 - 小结 ........................................................... - 12 - 第4章外型结构设计............................................... - 13 - 4.1.基架的设计................................................. - 13 - 4.2.支架的设计................................................. - 14 - 4.3.前后罩 .................................................... - 16 - 小结 ........................................................... - 16 - 第5章前后滚筒................................................... - 17 - 5.1.轴承的计算................................................. - 17 - 5.2.轴结构的设计............................................... - 17 - 5.3.强度计算................................................... - 18 - 5.4.滚筒要求................................................... - 19 - 小结 ........................................................... - 20 - 第6章跑步板及跑步带设计.......................................... - 21 - 6.1.跑步板 .................................................... - 21 - 6.2.跑步带 .................................................... - 21 -