自動(dòng)遮陽(yáng)擋雨健身椅的設(shè)計(jì)

謝澤森

摘 要：隨著人們的生活水平以及健康意識(shí)的不斷增長(zhǎng)，健身器材早已日益廣泛進(jìn)入到具有不同層次消費(fèi)水準(zhǔn)的消費(fèi)者家中，大多數(shù)健身器材都是擺放在室內(nèi)，使用起來(lái)不但不方便，還占據(jù)太多的空間。擺放在室外，又擔(dān)心日照雨淋，既影響了健身器材的使用壽命，還限制了人們的使用時(shí)間。設(shè)計(jì)這款自動(dòng)遮陽(yáng)擋雨健身椅的目的就是為了解決目前所遇到的困惑。該產(chǎn)品還利用光電傳感器和雨水感應(yīng)器以及極限位置感應(yīng)器來(lái)控制整個(gè)機(jī)器的電路控制部分，實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)遮陽(yáng)擋雨的功能。

關(guān)鍵詞：健身椅；自動(dòng)遮陽(yáng)擋雨；傳感器

中圖分類(lèi)號(hào)：TB472 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

自動(dòng)遮陽(yáng)擋雨健身椅是健身器材行業(yè)中，較為先進(jìn)的的一種健身器材類(lèi)型。自動(dòng)健身椅的問(wèn)世，不僅可以讓人民更加方便運(yùn)用健身椅子在室外進(jìn)行健身運(yùn)動(dòng)，而且由于健身椅子不再受到日曬雨淋固延長(zhǎng)了健身椅的使用壽命，大受人們的歡迎。健身椅利的自動(dòng)遮陽(yáng)擋雨結(jié)構(gòu)運(yùn)用了傳感器，能直接體現(xiàn)科技的日益進(jìn)步改變?nèi)藗兊纳罘绞健Ｒ虼?，自?dòng)遮陽(yáng)擋雨健身椅對(duì)健身器材行業(yè)中有著更為先進(jìn)的方向和有著廣泛的市場(chǎng)場(chǎng)景。

一、傳動(dòng)布局和系統(tǒng)控制的設(shè)計(jì)

本次設(shè)計(jì)時(shí)需要進(jìn)行動(dòng)力的傳動(dòng)，通常帶傳動(dòng)適用于中小功率的傳動(dòng)。目前V帶傳動(dòng)應(yīng)用最廣泛，因此在這次設(shè)計(jì)中采用了普通V帶。從圖1可以看的出該傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的工作方式，電動(dòng)機(jī)經(jīng)過(guò)調(diào)速，由輸出軸通過(guò)鍵槽等連接方式帶動(dòng)小帶輪旋轉(zhuǎn)，由于小帶輪的旋轉(zhuǎn)，使得V帶帶動(dòng)大帶輪旋轉(zhuǎn)，大帶輪也通過(guò)鍵槽連接，帶動(dòng)軸旋轉(zhuǎn)，滾輪也隨著軸一起滾動(dòng)，最后帶動(dòng)遮陽(yáng)擋雨蓬工作。結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，但方便，可行性高。

二、自動(dòng)遮陽(yáng)擋雨健身椅的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

1 傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的零件設(shè)計(jì)

遮陽(yáng)擋雨蓬是通過(guò)電動(dòng)機(jī)的正反轉(zhuǎn)來(lái)控制其伸縮的。其中改傳動(dòng)機(jī)構(gòu)還用到了V帶，帶輪，滾輪以及傳動(dòng)軸。為此該設(shè)計(jì)所選用的零部件的設(shè)計(jì)說(shuō)明如下：

（1）V帶。V帶是聯(lián)系電動(dòng)機(jī)與傳動(dòng)軸之間的重要紐帶，為此在選用V帶的時(shí)候要認(rèn)真參考相關(guān)的文獻(xiàn)，經(jīng)查閱相關(guān)的文獻(xiàn)后，選用普通V帶C系列。

（2）帶輪。本設(shè)計(jì)我們?cè)O(shè)有兩個(gè)帶輪，分別為大帶輪以及小帶輪。小帶輪套在電動(dòng)機(jī)輸出軸，大帶輪套在傳動(dòng)軸，從而帶動(dòng)傳動(dòng)軸旋轉(zhuǎn)。

（3）傳動(dòng)軸。大帶輪通過(guò)鍵連接，帶動(dòng)傳動(dòng)軸轉(zhuǎn)動(dòng)。由于本設(shè)計(jì)中動(dòng)力源所采用的是直流電動(dòng)機(jī)和所要求輸出的功率不大，故此所受到的扭矩和材料所需的剛度不大，材料初步選擇選Q235，最小直徑為30mm棒料。

（4）滾輪。滾輪分前滾輪和后滾輪，由于滾輪只起到旋轉(zhuǎn)的作用，不用承受多大的壓力，故此滾輪的材料可以用塑料制造。這樣可以減少生產(chǎn)成品。后滾輪和前滾輪式通過(guò)繩索來(lái)產(chǎn)生聯(lián)系的。值得注意的是：繩子和滾輪之間不能產(chǎn)生打滑。

（5）電動(dòng)機(jī)通過(guò)帶輪帶動(dòng)滾輪轉(zhuǎn)動(dòng)的，所以電動(dòng)機(jī)的擺放位置也很重要，本次設(shè)計(jì)把電動(dòng)機(jī)安裝在健身椅后背側(cè)，并用三根支撐鋼管支撐起電動(dòng)機(jī)安裝版，使得電動(dòng)機(jī)與地面離有一定的高度，這樣既能避免人接觸到電動(dòng)機(jī)發(fā)生傷害，還可以避免水浸。

2 健身椅的基本結(jié)構(gòu)

健身椅是近年來(lái)興起的一種健身器材。健身椅是家庭及健身房常備的器材。所以設(shè)計(jì)一款好的健身器材很有必要，本次設(shè)計(jì)的健身椅為舉重健身椅。該健身椅的主要部分有前腳、后腳、中間橫梁、后腳橫梁、坐墊和靠墊、傳動(dòng)軸、滾輪、帶輪，遮陽(yáng)擋雨蓬、支撐板、支撐鋼管等。前腳、后腳、支撐桿、背墊鋼架等用的是50mm×50mm的方形鋼管，其他的部分是根據(jù)設(shè)計(jì)所需而選擇材料，對(duì)于一些與人接觸的部件，根據(jù)實(shí)際需要倒角和倒圓。部件與部件之間是通過(guò)焊接、螺栓等方式連接的。該健身椅的服務(wù)對(duì)象是人，為此設(shè)計(jì)中采用的鋼材應(yīng)有足夠的剛度和硬度，以能夠足夠多的承受人體重量，還要注意部件的力學(xué)的性能和材料的機(jī)械性能。對(duì)于支撐的部分的材料我們采用20號(hào)鋼。眾所周知，健身椅類(lèi)產(chǎn)品對(duì)人機(jī)工程的要求程度是非常高的，必須充分考慮人體的各部分?jǐn)?shù)據(jù)，為了保證所設(shè)計(jì)的產(chǎn)品準(zhǔn)確性，和實(shí)用性，參考多本《人機(jī)工程學(xué)》得出一些健身椅參數(shù)設(shè)置的依據(jù)如下：

（1）椅子部分，健身椅的設(shè)計(jì)尺寸是根據(jù)人體尺寸來(lái)設(shè)計(jì)的，各個(gè)部分的定位參照人體尺寸的。例如，背尺寸遠(yuǎn)大于人上身長(zhǎng)，一般是450mm～550mm。人體的主要尺寸：國(guó)標(biāo)GB10000-1988給出了身高、體重、上臂長(zhǎng)、前臂長(zhǎng)、小腿長(zhǎng)、大腿長(zhǎng)共6項(xiàng)主要的尺寸數(shù)據(jù)。本次設(shè)計(jì)選擇了175mm的成年男子的尺寸作為本次設(shè)計(jì)的參考尺寸，再根據(jù)實(shí)際情加以調(diào)修改，這樣就保證了整體的要求。前腳和后腳等支撐部分都是采用50mm×50mm的方形鋼材，椅二側(cè)都是焊接了四根Φ45×550mm的鋼管來(lái)固定，以免在工作過(guò)程中發(fā)生形變。椅子的四個(gè)腳必須套上防滑的橡膠套，以免在使用過(guò)程中發(fā)生打滑。健身椅子的設(shè)計(jì)尺寸以及定位尺寸見(jiàn)各零件圖以及裝配圖。

（2）雨棚架。雨棚架是由前二根尺寸為，的方形鋼管來(lái)支撐的，后面2根鋼管其尺寸為，是通過(guò)焊接的方式固定在椅子的后背。

3 健身椅的總體結(jié)構(gòu)，如圖2所示。

三、總結(jié)與展望

在我國(guó)，絕大多數(shù)的健身器材都是在俱樂(lè)部室內(nèi)使用的，而室外的只是單雙杠等簡(jiǎn)單的健身器材，每逢下雨天，基本上都不能在外面進(jìn)行健身運(yùn)動(dòng)。然而，在國(guó)外，自動(dòng)遮陽(yáng)擋雨的健身器材在室外基本上隨處可見(jiàn)，本次設(shè)計(jì)的健身椅結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、便于加工制造、所需的精度不高，產(chǎn)品的加工也簡(jiǎn)單、產(chǎn)品的組裝維護(hù)方便。由此都大大降低生產(chǎn)成本，使得更多人都可以消費(fèi)的起。這樣的健身器材在健身市場(chǎng)能占據(jù)一定的分量。

參考文獻(xiàn)

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