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基本信息
- 項(xiàng)目名稱：
- 多功能健身儀
- 來(lái)源：
- 第十二屆“挑戰(zhàn)杯”省賽作品
- 小類：
- 機(jī)械與控制
- 大類：
- 科技發(fā)明制作A類
- 簡(jiǎn)介：
- 隨著人們生活水平的提高，各個(gè)年齡段人群的肥胖率越來(lái)越高，兒童肥胖現(xiàn)象尤為突出，越來(lái)越多的人加入了健身的大軍。為順應(yīng)社會(huì)主題健康、節(jié)能、減排，設(shè)計(jì)一種新型的健身儀，集健身，節(jié)水，發(fā)電，娛樂(lè)于一體，本健身儀不僅節(jié)能環(huán)保，而且成本比普通健身自行車要低很多，同時(shí)還具有很大的趣味性及教育價(jià)值，一旦投入市場(chǎng)必將帶來(lái)巨大的社會(huì)和經(jīng)濟(jì)效益。
- 詳細(xì)介紹：
- 健身儀以變速自行車的主體結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)框架，后部增加了以飛輪軸為核心的發(fā)電與節(jié)水機(jī)構(gòu)并對(duì)車把。飛輪軸上固定有飛輪、鏈輪、帶輪，腳踏板處輸出的動(dòng)力通過(guò)鏈傳動(dòng)傳遞到飛輪軸，軸上的鏈輪和帶輪分別通過(guò)鏈傳動(dòng)和帶傳動(dòng)驅(qū)動(dòng)發(fā)電和節(jié)水機(jī)構(gòu)。健身儀采用變速自行車的變速機(jī)構(gòu)，裝在車把上的變速調(diào)節(jié)器可調(diào)節(jié)鏈輪與飛輪間的傳動(dòng)比實(shí)現(xiàn)健身強(qiáng)度的調(diào)節(jié)，可以滿足不同體質(zhì)的健身者的健身需要。 發(fā)電部分主要由鏈輪、發(fā)電機(jī)、整流橋、蓄電池組成，飛輪軸上的鏈輪將軸的部分動(dòng)力通過(guò)鏈傳到發(fā)電機(jī)軸驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)，發(fā)電機(jī)發(fā)電產(chǎn)生的交流電經(jīng)整流橋整流以直流形式輸出接到蓄電池儲(chǔ)蓄電能或者接到低壓用電設(shè)備上直接作電源使用。 節(jié)水部分由廢水儲(chǔ)蓄箱、柱塞泵、增壓補(bǔ)水箱、電磁離合器、壓力繼電器和沖廁器組成，柱塞泵軸上固定有電磁離合器，電磁離合器的一端固定在通過(guò)滾動(dòng)軸承固定在柱塞泵軸上的帶輪上，經(jīng)傳動(dòng)帶傳到柱塞泵軸帶輪上的動(dòng)力經(jīng)通電結(jié)合的電磁離合器驅(qū)動(dòng)柱塞泵工作，廢水箱中的水通過(guò)粗濾網(wǎng)和細(xì)濾網(wǎng)經(jīng)柱塞泵加壓打開(kāi)管道上的單向閥進(jìn)入增壓補(bǔ)水箱，在增壓補(bǔ)水箱中進(jìn)一步加壓達(dá)到穩(wěn)定壓力后柱塞泵不再向里供水，增壓補(bǔ)水箱通過(guò)水管與恒壓沖廁器相連并向沖廁器里供水，水管上接有兩個(gè)壓力繼電器，按下沖廁器上的沖廁按鈕，即可實(shí)現(xiàn)沖廁且沖廁水量由人按下按鈕的時(shí)間決定，這提高了水的利用率。
作品圖片
作品專業(yè)信息
設(shè)計(jì)、發(fā)明的目的和基本思路、創(chuàng)新點(diǎn)、技術(shù)關(guān)鍵和主要技術(shù)指標(biāo)
- 設(shè)計(jì)目的：順應(yīng)社會(huì)主題健康、節(jié)能、減排，設(shè)計(jì)一種新型的健身儀，集健身，節(jié)水，發(fā)電，娛樂(lè)于一體， 創(chuàng)新點(diǎn)：1、將廢水（洗衣服，洗漱，洗澡后）加壓后存于增壓補(bǔ)水箱中，接到?jīng)_廁器上用于沖廁，有壓力的水沖廁更徹底更節(jié)水。 2、自動(dòng)反饋控制，達(dá)到預(yù)定壓力，柱塞泵自動(dòng)停止加壓送水，只發(fā)電健身；低于預(yù)定壓力，柱塞泵自動(dòng)加壓送水。 3、將飛輪變速機(jī)構(gòu)用于健身強(qiáng)度的調(diào)節(jié)更方便，采用棘輪機(jī)構(gòu)，克服了普通健身自行車由于慣性倒轉(zhuǎn)的缺陷，健身更安全。 技術(shù)關(guān)鍵和主要技術(shù)指標(biāo)： 1、飛輪和變速機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)與安裝 2、飛輪軸的設(shè)計(jì)與校核 3、輔助結(jié)構(gòu)和附屬零部件（支座，滾動(dòng)軸承等）的設(shè)計(jì)與校核 4、電磁離合器的受力分析與型號(hào)選用（選用DDL10-1） 5、壓力繼電器型號(hào)選用（QPM-NO） 6、增壓補(bǔ)水箱內(nèi)最大水壓的設(shè)定（0.9MPa，經(jīng)過(guò)多次試驗(yàn)） 7、柱塞泵流量的設(shè)定（1L/min、輸出壓力1PMa） 8、發(fā)電機(jī)的選用，整流器的安裝和自動(dòng)反饋電路的設(shè)
科學(xué)性、先進(jìn)性
- 1、經(jīng)實(shí)踐證明用有壓力（增壓補(bǔ)水箱提供）的水沖廁比現(xiàn)有的馬桶（利用清水沖廁）節(jié)約大約50%的水量，而且沖洗更加徹底干凈。 2、過(guò)程自動(dòng)調(diào)節(jié)(通過(guò)壓力繼電器對(duì)電磁離合器進(jìn)行控制，實(shí)現(xiàn)對(duì)柱塞泵工作的控制)，更人性化。 3、飛輪變速機(jī)構(gòu)通過(guò)調(diào)節(jié)鏈傳動(dòng)的傳動(dòng)比可以對(duì)健身強(qiáng)度進(jìn)行人為的調(diào)節(jié)，與現(xiàn)有健身自行車加大摩擦阻力式的調(diào)節(jié)相比更先進(jìn)，而且棘輪機(jī)構(gòu)可防慣性倒轉(zhuǎn)健身更安全。 4、水平加長(zhǎng)的內(nèi)外車把和位置上下左右可調(diào)的車座適宜于不同身高的健身者，與一般健身自行車相比更舒適。
獲獎(jiǎng)情況及鑒定結(jié)果
- 科技作品獲2011年濰坊學(xué)院學(xué)生研究訓(xùn)練計(jì)劃（SRTP）立項(xiàng)，并提供經(jīng)費(fèi)支持
作品所處階段
- 實(shí)物完善
技術(shù)轉(zhuǎn)讓方式
- 非專利技術(shù)轉(zhuǎn)讓
作品可展示的形式
- 實(shí)物、產(chǎn)品、圖紙、圖片、錄像、現(xiàn)場(chǎng)演示
使用說(shuō)明,技術(shù)特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì),適應(yīng)范圍,推廣前景的技術(shù)性說(shuō)明,市場(chǎng)分析,經(jīng)濟(jì)效益預(yù)測(cè)
- 使用說(shuō)明：使用非常簡(jiǎn)單，安裝完畢后，調(diào)節(jié)好車座人蹬動(dòng)健身儀就可以健身了，因?yàn)槲覀冎饕沫h(huán)節(jié)都是自動(dòng)反饋控制的，無(wú)需人為的調(diào)節(jié)。在保養(yǎng)方面，隔一段時(shí)間向柱塞泵、鏈條和軸承處加潤(rùn)滑油即可。 適用范圍及前景：本健身儀可以作為各種娛樂(lè)健身場(chǎng)所、辦公大樓,小區(qū)、各種學(xué)校公寓、宿舍等的公共健身設(shè)施，也適宜于普通家庭健身，家庭可以用發(fā)的電帶動(dòng)低壓電器，或者用于為電動(dòng)車電瓶充電等，公共場(chǎng)所發(fā)出的電也有多種用途，如給手機(jī)、MP3/MP4充電等。此外它還可以用來(lái)教育子女，提高他們的節(jié)能意識(shí)，用于小區(qū)澆花及兒童玩水嬉戲等。 隨著人們生活水平的提高，各個(gè)年齡段人群的肥胖率越來(lái)越高，兒童肥胖現(xiàn)象尤為突出，越來(lái)越多的人加入了健身的大軍。本健身儀不僅節(jié)能環(huán)保，而且成本比普通健身自行車要低很多，同時(shí)還具有很大的趣味性及教育價(jià)值，一旦投入市場(chǎng)必將帶來(lái)巨大的社會(huì)和經(jīng)濟(jì)效益。
同類課題研究水平概述
- 從國(guó)內(nèi)外的總體情況來(lái)看，健身器材類似于傳統(tǒng)的機(jī)械制造和輕工業(yè)器材其銷售方式也很受限制，僅僅以單純的利潤(rùn)為起點(diǎn)，并不能產(chǎn)生很大的口碑效應(yīng)。健身器材價(jià)格也非?；靵y，由于缺乏統(tǒng)一透明的價(jià)格體系，一些經(jīng)營(yíng)者增加了很多不必要的成本，他們又不得不把壓力轉(zhuǎn)嫁到消費(fèi)者身上，因此，健身器材市場(chǎng)經(jīng)歷了一段混沌期。從某種意義上講，健身行業(yè)最初的狀況是賣方‘蒙’著賣，買方也是‘蒙’著買。而我們所開(kāi)發(fā)的這一款健身儀價(jià)格與一輛自行車的價(jià)格相當(dāng)。可以真正的達(dá)到全民健身。 現(xiàn)在健身自行車在任何一個(gè)健身房都可以看到，國(guó)內(nèi)外健身自行車可以發(fā)電的也很多，而我們也充分借鑒了這一優(yōu)點(diǎn)，充分利用了人健身過(guò)程中的消耗的能量，而我們健身儀特別的地方是利用了飛輪和棘輪的原理，可以對(duì)健身強(qiáng)度進(jìn)行調(diào)節(jié)和安全防倒轉(zhuǎn)，這種傳動(dòng)方式極大的提高了效率，提高了發(fā)電量，這是與普通的健身發(fā)電自行車的區(qū)別和優(yōu)勢(shì)所在。 現(xiàn)在尚沒(méi)有把人健身動(dòng)力用在節(jié)水方面，國(guó)內(nèi)的水沖廁所普遍存在清水沖廁、用水量大、水量控制困難、設(shè)施老化損壞嚴(yán)重等問(wèn)題，每天都有大量水資源白白流掉。一座沖水公廁的年耗水量動(dòng)輒成千上萬(wàn)噸，一些大型沖水公廁的年耗水量甚至可達(dá)五六萬(wàn)噸以上，尤其是在我國(guó)很多城市里，一些沖水公廁無(wú)論有人使用與否都在定時(shí)沖水，做無(wú)用功，耗水量大也是絕大多數(shù)家用沖水馬桶的特點(diǎn)。家用沖水馬桶的耗水量最高可占到一些家庭日用水量的６０％左右。這個(gè)項(xiàng)目迎合了節(jié)水這一主題，我們通過(guò)三方面達(dá)到了節(jié)水的目的：一是我們利用的是平時(shí)我們用過(guò)的廢水不是清水，二是我們的壓力調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)可以使沖廁用水量達(dá)到最優(yōu)化，三是有壓力的水，沖廁更徹底更省水。
