山东科技大学挑战杯申报论文_挑战杯科技学术论文
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多功能健身椅 设计报告
设计者：鞠彬 刘继龙 王晓凯 杨雪飞
指导教师：王吉岱 于目新 山东科技大学机械电子工程学院
2011年3月
目 录
摘 要...........................................1 1 设计背景及意义.................................1 2 国内外研究背景.................................1 2.1AB多功能健身椅..............................1 2.2多功能健身椅................................2 2.3三洋HEC-DR7700按摩椅........................2 3 设计方案.......................................3 3.1多功能健身椅总体结构.........................3 3.2各功能部分机构..............错误！未定义书签。4 创新点及应用...................................5 参考文献........................................6
摘 要
本作品将传统的健身椅、轮椅和按摩椅合三为一，成为一种新式多功能健身椅。其集多种功能于一身，以人力和电力两种方式驱动，采用踏板机构、连杆机构、齿轮啮合机构、皮带传动机构等组成，通过人力或电力带动踏板运动，由连杆连接一曲轴，曲轴上装两个皮带轮，通过皮带轮的转动，由皮带将动力传达到手臂摆动机构，从而达到活动手臂的功能；带动踏板运动时可以达到锻炼腿脚的功能；曲轴上一大皮带轮通过皮带传动将动力传达到后轴，后轴两端各安装一个齿轮，然后通过多级变速机构连接到发电机上，实现发电功能，发出的电能通过电线储存到蓄电池中；多功能健身椅两侧的扶手中安有半圆形木板，可以拉出来横跨在椅子前方，作为吃饭喝水或者放臵一些东西的桌面；另外该健身椅还有按摩、遮阳、翻身、灯光等功能，是同产品中比较先进和创新的。
该产品适用人群广，功能多，具有功能化、集成化、绿色化、大众化的优势，推广应用前景良好。
关键词：多功能；大众化； 绿色化； 健身椅；设计背景及意义
近年来，随着经济的高速发展，人们的社会压力越来越大，很多白领族加班加点，工薪族起早贪黑，在保持超负荷的工作状态下，身体健康状况令人堪忧，不少人出现了颈椎病，腰酸背痛，手脚麻痹等症状，还有更多的人处于亚健康的状态，对身体的锻炼是刻不容缓了。但是，上班族、工薪族很少有时间锻炼，甚至是不想锻炼。为了解决这样一个需求矛盾，多功能健身椅应运而生。
随着经济的发展，人们追求着更快更多更好，自然环境不免受到了破坏，大气污染，水污染等等。环境的恶化导致更多的人身体机能受损，心脑血管疾病的患者增多，一个共同的症状是，手脚活动不灵便，麻、肿、涨，有的患者全身瘫痪或者半身不遂，即使坐在椅子上或者躺在床上也很难保证舒适。为了解决这个问题，多功能健身椅的出现，让患者们看到了希望，给患者带来了福音。
另外经济的发展不可避免的需要跟多的能源，绿色环保节能成为时尚的主题，基于这一点，该多功能健身椅设计了一套自发电机构，既节能，又可以将发的电用于一些小的电器，如收录机，低功率电灯。2 国内外研究背景 2.1 AB多功能健身椅
AB Lounge多功能休闲健身椅加强型，新款窈窕健身椅（AB lounge 或AB chair)CCTV（国内叫做适美健身椅），新一代革命性的健腹器材。占地小,收藏方便.早晚运动时一折一展方便实用。并可舒服的躺在椅子上看电视，煅炼小腿肌肉,具有一椅多用功能。产品净重：17KG毛量:19KG, 产品钢管为优质镀锌管,钢管尺寸：1.5MM *32MM ,表面为双层特密牛津布,均为无毒环保材料。负重:150 KG。如图1所示。
图1 AB多功能健身椅 2.2 多功能健身椅
一种多功能健身椅、座垫由健身盘底板、钢珠、中间转盘和健身座垫组成，健身盘底板表面和中间转盘底面有同心钢珠轨槽，钢珠放入轨槽内，盖入中间转盘并使其中心轴套入健身盘底板中心轴孔内；中间转盘向上一面有偏心钢珠轨槽，槽内放入钢珠，将底面具有相应轨迹同心钢珠轨槽的健身座盘的中心轴套入中间转盘的偏心轴孔内。人体坐在其上双向偏心转动健身盘座垫，即可活动肢体，并使身体与椅子摩擦部位达到按摩效果。2.3 三洋HEC-DR7700按摩椅
业界首创体压、体型，及酸痛感应器，独特的体压感应器可自动调整按摩时的强弱；独创专利『新一代酸痛感应器』就像专业按摩师用指尖来诊段酸痛部位，再针对身体的需求自动调整按摩手法；体型感应器可测定不同体型及肩膀角度，搭配最新体压感知科技，自动调整按摩力道，给与最贴心的舒畅感独家one touch即可调整至最佳的按摩坐姿，模拟(NSAN)无重力太空舱座椅，藉由平衡支撑，将身体压力全部释放，犹处於无重力太空舱中；此项科技是美国太空总署(NASA)为化解太空人身上压力而研发出来，能瞬间机收外在力量，解放压力；再现只有人手才做的到的手技！按摩增效键,对个人喜好的按摩位臵作循环重点加强，人性化操控典范；伸缩式脚垫,适合各体型(150-180cm的调节长度)，独家脚部包括波浪气压+指压按摩+脚底温热功能；导入纯正日式舒压的精致手法，细心呵护您的脚部；全方位背、臀和脚部气囊；独创微调式气垫颈弧设计：由于每个人的颈椎弧度长短皆不同，微调气囊辅助系统可依个人需要作微幅调整；四组全身全自动行程(酸痛改善、疲劳恢复、轻抚按摩、舒畅揉捏)；四种全自动行程(首/肩、腰、下半身、气压)、手动行程；大型彩色LCD液晶萤幕显示；浅显易懂、操作简单的「遥控面版」，多色彩分辨的按摩手法，让您可自在的使用；业界最大按摩球凸出量约16cm；按摩球可各深达各点身腰按摩，解决肩膀酸痛的根源，完全展现人手指压技术；兼具按摩机能及美观性；现代时尚感外型设计，采用高质感「人工皮革」，全椅护罩皆可轻易擦拭，维护简单方便；防尘螨、防霉、抗菌；超透气、不闷热；采用高密度、低回弹、高透气、低抗压的发泡材质组织结构，不像海绵、乳胶制品不能散热；模制成型；确保密度、弹性及形状符合人体工学之设计。
图2 三洋HEC-DR7700按摩椅设计方案
3.1多功能健身椅总体结构
多功能健身椅集多种功能于一身，以人力和电力两种方式驱动，采用踏板机构、连杆机构、齿轮啮合机构、皮带传动机构等组成，通过人力或电力带动踏板运动，由连杆连接一曲轴，曲轴上装两个皮带轮，通过皮带轮的转动，由皮带将动力传达到手臂摆动机构，从而达到活
动手臂的功能；带动踏板运动时可以达到锻炼腿脚的功能；曲轴上一大皮带轮通过皮带传动将动力传达到后轴，后轴两端各安装一个齿轮，然后通过多级变速机构连接到发电机上，实现发电功能，发出的电能通过电线储存到蓄电池中；多功能健身椅两侧的扶手中安有半圆形木板，可以拉出来横跨在椅子前方，作为吃饭喝水或者放臵一些东西的桌面；另外该健身椅还有按摩、遮阳、翻身、灯光等功能，是同产品中比较先进和创新的。图3所示
图3 多功能健身椅总体结构
3.2 各功能部分机构
图4 连杆摇臂机构 图5 箱体桌板机构
图6 曲轴和皮带轮机构 4 创新点及应用
1)该健身椅适用人群广，既可为白领族、工薪族提供锻炼的机会，同时为其提供按摩、音乐等享受，而且又可为手脚不灵便或手脚机能需要恢复的患者提供活动手臂，腿脚的功能。而且又可做轮椅和床用，适用于全身瘫痪或半身不遂患者，同时具有翻身功能。与传统的按摩椅、轮椅、健身椅的单一设计人群相比，该健身椅跟大众化。
2)集多种功能于一体，将按摩椅、轮椅、健身椅的单一功能集成化，具有锻炼手脚、活动手臂、按摩、倚趟的功能。同时增加了发电、灯光、遮阳等功能。与传统的类似椅子相比，占地面积小，经济实用，功能化、集成化、绿色化更强。
3）采用自发电装臵，在锻炼的同时又能产生电力，用来对收录机、低功率电灯等的供电，绿色环保节能，符合科学发展观。比传统的更具绿色化、节能化。
4）具有功能的变换性，可实现轮椅、按摩椅和健身椅的互相转换。椅背直立时可当健身椅用，后仰平躺后又可当床适用，可实现翻身。比传统的多样化好。
参考文献
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