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健身摇摆机设计与运动仿真开场报告.doc

选题背景及意义 健身器材作为现代人强身健体、释放压力、调整心态、增强自信的重要工具，越来越受到人们的关注。 如何让健身器材更安全、更舒适、更自然、更人性化，让用户在使用过程中在身、智、灵、情的完美结合中发现更多的自己，是今天设计的重点 1.1 选题背景 创始人健身机的创始人是美国的亚瑟·琼斯。 他出生在一个医学世家，很小的时候就在父亲的书房里阅读了大量的医学生理书籍。 亚瑟·琼斯随后对人体结构产生了浓厚的兴趣。 Jones于1948年开始设计工作，经历了22年。 1970 年，亚瑟·琼斯 ( Jones) 在废弃了 27 项设计作品后摇摆健身机，制造出了第一台组合器械。健美爱好者们惊讶地称他为蓝色怪物。 跑步机是最常见的健身器械。 最早的跑步机是华盛顿大学的罗伯特·布鲁斯博士和韦恩·昆顿博士于1952年设计制造的一种医疗康复设备。 随着理论基础和制造水平的提高，跑步机的发展也越来越全面，现已发展成为当今世界上最流行的有氧健身器材之一。 随着社会的发展，健身是人们排遣烦恼和压力最常用的手段，健身器材市场也将越来越火爆。 一款好的具有核心竞争力的健身器材，一定能够赢得足够的市场。 1.2 国内外研究现状及发展趋势现代社会更加注重以人为本，因此，目前的健身器材设计大多采用人体工程学原理。

人体工程学是 20 世纪 50 年代发展起来的一门新学科。 它由人体科学、工程技术、环境科学、安全科学和社会科学等交叉学科组成。 主题。 人体工程学将人的因素作为产品设计的重要条件和原则，其目的是如何最大限度地提高安全、健康、舒适和工作效率。 人体工程学是通过理论指导，在健身器材的设计中充分考虑“人、机、环境”的充分融合，使设计出的健身器材更好地达到健身的效果。 健身器材市场潜力巨大。 市场上的健身器材虽然种类繁多，但大多只注重功能和结构的设计，对锻炼者的生理和心理关注不够，缺乏对使用者全方位的关怀。 解决了人机界面设计不合理、功能规模不科学、运动安全性和可靠性不高等问题。 总之，现有家用健身器材的设计缺乏对人机关系的系统分析和考虑。 我们将健身、娱乐、亲子活动有效结合，实现多功能健身机。 除了多功能之外，健身机也将融入先进的控制方式，让运动娱乐更符合个人需求，让运动更安全、更科学，让娱乐更有趣。 在中国市场，目前健身器材虽然没有统一的分类，但有重量、磁电、液压、气压、体重等几种阻力器械； 按训练功能的多少有单一功能和综合多功能之分。 两类。

随着我国健身器材行业的快速发展，健身器材设计中的一些问题日益凸显，尤其是国际市场缺乏知名品牌，产品附加值低。 随着计算机技术的发展，计算机三维仿真的应用越来越广泛。 . 机械运动的三维仿真动画逐渐成为工程领域非常重要的应用。 将传统机械产业与数字多媒体产业相结合，不仅能带来很高的经济价值和社会价值，还能给观者带来不同的视角。 视觉艺术享受。 但在实际制作和应用过程中，由于其制作对象和制作方式的独特性摇摆健身机，机械运动3D仿真动画不能再像以往的3D动画那样仅凭主观臆测来设计制作，而是要从视角出发的通信媒体。 打破以往给观众“生硬、呆板、简单、枯燥”的感觉，赋予机械3D动画“冰冷”的角色以新鲜的生命和特性。 健身器材是用于健身锻炼的专用运动器材。 该机的有效性、针对性、可控性等特点，对于解决城市公共体育设施相对匮乏、健身指导缺乏的现状具有积极意义。 研究的基本内容。 本研究为健身摇摆机。 主体结构分为两部分。 ，一个是成人运动机构，主要运动形式是骑自行车。 另一部分是儿童娱乐机构——摇乐。 2.1 基本框架 （1）主车结构设计； (2) 摇摆乐的结构设计； (3) 传动机构和离合机构的设计； (4)转向机构设计； (5) 主体结构强度校核； (6) 二维绘图； (7)三维运动模拟。

2.2 研究重点与难点本研究的难点在于健身摇摆机的平稳安全转向。 在这项研究中，秋千被放置在自行车的前部，这意味着转向机构将不得不重新设计。 另外，考虑到安全问题，摇杆是不会工作的，在自行车行驶过程中必须保持稳定。 需要什么样的机构才能在自行车行驶时将自行车的主传动与摇杆的副传动脱开。 2.3 需要解决的关键问题 (1) 摆动机构设计； (2)传动离合机构设计； (3)转向机构设计； (4)三维运动模拟。 研究方法与措施根据健身秋千机的功能要求，总体结构方案如图3.1所示。 图 3.1 结构示意图 健身摇摆机的主要结构分为两部分，一是成人锻炼机构，锻炼的主要形式是骑自行车。 另一部分是儿童娱乐机构——摇滚乐。 为了实现这两个功能，还需要有不同于普通自行车的离合机构和转向机构。 图3.2 转向系统 图3.3 离合器 图3.2所示的转向系统位于底盘下方，采用四杆机构实现前轮转向。 图3.3所示为离合器，防止健身游艺机行走时儿童座椅摇摆，增加儿童安全。 由于视角的原因，图 3.1 中未显示离合器。 离合器置于主动链轮和汽车支架之间。 工作原理：踏板带动主传动链轮和离合轮转动，主传动通过链条带动后轮，离合轮通过离合器与副传动链轮相连，链条带动锥齿轮.

垂直于其中心轴线的凸轮轴由锥齿轮驱动。 四个凸轮杆与凸轮点保持接触，并与座点高度相连，使座椅可以前后左右3D摆动。 预期结果 完成健身摇摆机的结构设计，结果以图纸和设计说明的形式呈现，包括0号图2 研究工作进展计划 2013年11月05日至2014年01月03日 完成文献查阅、外文翻译、文献回顾和开篇报告，准备开题。 2014年1月3日至2014年3月11日，学习UG软件，熟练掌握CAD软件，确定方案。 2014年3月12日至2014年4月13日，3D建模与运动仿真，绘制CAD零件图。 2014年4月14日至2014年5月13日校对、撰写论文。 2013年5月13日至2013年6月15日何申杰,蔡锐,刘智,等.儿童青少年健身器材的研发进展[J]. 体育与科学, 2013, 34(3): 97-101.

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