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      一種創(chuàng)新型劃船自行車的設計

      2023-05-30 12:06:06周峰
      中國自行車 2023年2期
      關鍵詞:鍛煉

      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(nèi)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(tǒng)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(huán)蹬踏來驅(qū)動車輛前行,上半身相對靜止,驅(qū)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(chuàng)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(diào)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(xiàn)代健身器材,劃船機的鍛煉效率高,對人體的損傷?。贿B續(xù)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(diào)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(qū)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(qū)動車輛前行(見圖1)。

      3? ? 劃船自行車的機械結(jié)構(gòu)

      劃船自行車的主要構(gòu)件包括:01車架、02前立管、03前腳撐、04前輪、05前叉、06轉(zhuǎn)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(zhuǎn)軸、21擺桿[2](見圖2)。

      本車輛部分構(gòu)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(zhuǎn)軸等。

      傳動系統(tǒng)的結(jié)構(gòu):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(gòu)連接,完成動力的傳遞。

      轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的結(jié)構(gòu):傳動自行車手把與前叉前輪采用剛性連接,手把轉(zhuǎn)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(tài),無法通過剛性連接控制轉(zhuǎn)向,故采用19手把—20轉(zhuǎn)軸—06轉(zhuǎn)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(zhuǎn)動時,通過06轉(zhuǎn)向鋼絲,相應地帶動04前輪同步轉(zhuǎn)動,完成車輛轉(zhuǎn)向。

      座墊系統(tǒng)的結(jié)構(gòu):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(nèi),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(xiàn)為:雙手握住車把,向身體一側(cè)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(qū)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(tài)自然轉(zhuǎn)為后仰狀態(tài),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(tǒng)腳踏騎行模式時,11曲柄轉(zhuǎn)動驅(qū)動14后輪轉(zhuǎn)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(xiàn)為:07齒輪箱內(nèi)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(huán)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(jù)自己喜好選擇騎行姿勢。此時,劃船自行車的體驗感和傳統(tǒng)自行車幾乎無差別。

      4.3? ? 混動騎行模式

      這種模式主要體現(xiàn)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(huán)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(qū)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(nèi)使用模式

      這種模式主要體現(xiàn)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(nèi)劃船機,甚至還能開發(fā)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(tǒng)自行車增加了一個附加動力,讓通過手臂推拉驅(qū)動車輛前行變?yōu)榭赡?。?)劃船機發(fā)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(fā)力;座墊設置在17滑軌上,可前后滑動。完整發(fā)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(tài),無法剛性與05前叉固定,故采用06轉(zhuǎn)向鋼絲加鋼絲輪的組合方式,使19手把轉(zhuǎn)動時,能夠通過06轉(zhuǎn)向鋼絲帶動05前叉和04前輪的轉(zhuǎn)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(diào)節(jié),適應范圍更廣。

      6? ? 結(jié)束語

      劃船自行車是一款新型產(chǎn)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(huán)保的交通工具最大化發(fā)揮健身休閑功能,豐富人們騎行的方式。劃船自行車一經(jīng)推出,馬上在接觸人群中引起強烈的反響,預計產(chǎn)品會在經(jīng)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.

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