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分類>>多功能家用健身器材docx
2024-07-28 23:28:54
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返回列表多功能家用健身器材docx多功能家用健身器材 多功能家用健身器材 多功能家用健身器材 摘 要 隨著世界城市經(jīng)濟的發(fā)展和人民生活水平的迅速提高，城市居民的健康意識逐漸增強，健身成為人們?nèi)粘Ｉ钪械闹匾M成部分。然而，傳統(tǒng)的戶外健身受限于多種因素，壞天氣、戶外公共健身器材的減少、工作時間密集等等使得人們無法每天在戶外進行必要的鍛煉。因此越來越多的人選擇室內(nèi)健身，越來越多的室內(nèi)健身器材被居民購買。最初的室內(nèi)健身器材受限于創(chuàng)新的不成熟和家庭經(jīng)濟的問題，大多為小型器材，如：啞鈴、彈力球、拉力繩、扭腰盤。雖然價格便宜卻有著單一功能健身效果不明顯的缺點。隨著近些年這一領(lǐng)域的不斷創(chuàng)新及人們經(jīng)濟水平的提升，人們更多的開始購買大型功能型的家用健身器材，以求科學(xué)健身及滿足全身鍛煉。但占地空間大、消費資金多又成為不得不考慮的因素。對于一些男性女性都有健身需求的家庭，此問題尤為嚴重。因家庭中男女體質(zhì)不一，健身目的不一，需求不一，固所喜愛的家用健身器材也有所區(qū)別。為此，該課題提出設(shè)計一部家庭多功能健身器，以適應(yīng)市場，同時滿足男性女性不同的健身要求。本文主要利用Triz的方法來分析當前家用健身器材所存在的問題，解決問題的主要矛盾，提出改善問題的可能方案。在此基礎(chǔ)上進行創(chuàng)新設(shè)計，設(shè)計出一款多功能家用健身器材。 關(guān)鍵詞：TRIZ，家用，多功能 ，男性女性 注：本設(shè)計（論文）題目來源于教師的國家級（或部級、省級、廳級、市級、校級、企業(yè)）科研項目，項目編號為： 。 Abstract With the development of the worlds urban economy and the rapid improvement of peoples living standards, the health awareness of urban residents has gradually increased, and fitness has become an important part of peoples daily life. However, the traditional outdoor fitness is limited by many factors, such as bad weather, the reduction of outdoor public fitness equipment, intensive working hours and so on, which make it impossible for people to do necessary exercises outdoors every day. Therefore, more and more people choose indoor fitness, and more and more indoor fitness equipment are purchased by residents. The original indoor fitness equipment is limited by the problems of immature innovation and family economy. Most of them are small equipment, such as dumbbells, elastic balls, tension ropes and waist twisting plates. Although the price is cheap, it has the disadvantage that the fitness effect of single function is not obvious. With the continuous innovation in this field and the improvement of peoples economic level in recent years, more and more people begin to buy large-scale functional household fitness equipment in order to keep fit scientifically and satisfy the whole body exercise. However, large floor space and large consumption funds have become factors that have to be considered. This problem is especially serious for some families where both men and women have fitness needs. Because men and women in the family have different constitutions, different fitness purposes and different needs, their favorite household fitness equipment is also different. To this end, the subject proposes to design a family multi-functional fitness equipment to adapt to the market and meet the different fitness requirements of men and women. This paper mainly uses Triz method to analyze the problems existing in the current household fitness equipment, to solve the main contradictions of the problems, and to propose possible solutions to improve the problems. On this basis, innovative design was carried out to design a multifunctional household fitness equipmen Key words: TRIZ, household, multifunctional, male and female 目錄TOC \o 1-3 \h \u 1 緒論 10 1.1 課題背景及目的 10 1.2 題目研究方法 10 2 TRIZ 11 2.1TRIZ概述 11 2.2 問題描述 12 2.2.1問題情景描述 12 2.2.2問題初始情景描述 12 2.2.3系統(tǒng)當前存在的主要問題 12 2.2.4系統(tǒng)主要缺點出現(xiàn)的情境 13 2.2.5初步解決思路 13 2.2.6明確要解決的問題 13 2.2.7對新技術(shù)系統(tǒng)的要求 13 2.2.8 技術(shù)系統(tǒng)IFR 13 2.3 問題分析 14 2.3.1 組件分析 14 2.3.2 相互作用分析 16 2.3.3 通過功能模型分析與裁剪得到的關(guān)鍵問題 17 2.4 矛盾問題求解 17 2.4.1 技術(shù)矛盾分析與求解 17 2.4.2物理矛盾分析與求解 23 2.5方案評價 24 2.5.1 方案列表說明 24 2.5.2方案評價與決策 25 3 跑步機的整體設(shè)計 26 3.1 外形結(jié)構(gòu)設(shè)計 26 3.1.1 基架的設(shè)計 26 3.1.2機蓋設(shè)計 26 3.2 電動機類型和參數(shù)的選擇 27 3.2.1?電動機類型和功率選擇? 27 3.2.2?電動機的技術(shù)參數(shù)選擇? 28 3.2.3電動機的保護 29 3.3 傳動機構(gòu)的選擇? 29 3.4帶和帶輪的選擇? 30 3.4.1 普通V帶的選擇 30 3.4.2 V?帶帶輪的要求? 30 3.5 軸和滾筒的設(shè)計 30 3.5.1 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計? 30 3.5.2?軸的強度校核? 31 3.5.3?軸承的選擇和計算? 32 3.5.4滾筒的結(jié)構(gòu)設(shè)計? 33 3.6 跑步板及跑步帶設(shè)計 33 3.6.1跑步板的設(shè)計? 33 3.6.2 跑步帶? 34 3.6.3跑步帶調(diào)整 34 3.7扶手及電子顯示器 35 3.7.1扶手 36 3.7.2 電子顯示器的設(shè)計 36 3.8 避震系統(tǒng)的設(shè)計 37 4 史密斯架的整體設(shè)計 38 4.1 總體結(jié)構(gòu) 38 4.1.1機架的結(jié)構(gòu)及尺寸設(shè)計 38 4.1.2滑軌及杠鈴桿的結(jié)構(gòu)及尺寸設(shè)計 39 4.1.3底座的結(jié)構(gòu)及尺寸設(shè)計 40 4.2創(chuàng)新設(shè)計 41 4.2.1多向引體向上桿 41 4.2.2 奧桿轉(zhuǎn)體 42 4.2.3雙杠支撐桿 42 5擬劃船機運動機構(gòu)的設(shè)計 44 5.1滑軌部分 44 5.2阻力部分 45 6 總結(jié) 46 參考文獻 47 致謝 48 1 緒論 1.1 課題背景及目的 據(jù)調(diào)查統(tǒng)計，男性健身以無氧運動為主，有氧運動為輔，運動強度較大，目的多為增肌塑性，其中綜合力量健身器成為當代男性最為喜愛的健身器材。而女性健身以有氧運動為主，極少數(shù)女性會加入無氧運動，強度強度較小，目的大多為減肥減脂保持身形，其中跑步機成為當代女性最為喜愛的健身器材。當然，當今男女健身者都不單單進行無氧或者有氧運動。如男性在以綜合力量健身器材進行無氧運動時會加入跑步這類有氧運動。女性在以跑步機進行有氧運動時，會加入劃船動作訓(xùn)練、仰臥起坐這類無氧運動。在男女都有健身需求的家庭中，要滿足所有人的健身需求，需購買上述的多種健身器材，不僅需要消費更多的經(jīng)濟，更重要的是在當今這個寸土寸金的時代，住房面積本就節(jié)約，健身器材放置家中所占地的面積成為人們不得不考慮的重要因素。因此本課題旨在設(shè)計一款服務(wù)于男女健身家庭的多功能家用健身器材，不僅滿足不同性別人群的健身需求，同時還可以有效的解決占地及經(jīng)濟問題。 1.2 題目研究方法 利用Triz的方法來分析當前家用健身器材所存在的問題，解決問題的主要矛盾，提出改善問題的可能方案。在此基礎(chǔ)上進行創(chuàng)新設(shè)計，設(shè)計出一款多功能家用健身器材。 2 TRIZ 2.1TRIZ概述 TRIZ就是“發(fā)明問題解決理論”的俄語縮寫，是由前蘇聯(lián)發(fā)明家阿奇舒勒在1946年創(chuàng)立的，因而阿奇舒勒被尊稱為TRIZ理論之父。TRIZ理論被公認為是使人聰明的理論。 TRIZ有9大組成部分，核心是技術(shù)進化原理。按這一原理技術(shù)系統(tǒng)一直處于進化之中，解決矛盾是其進化的推動力。TRIZ理論也可大致分為3個組成部分，TRIZ的理論基礎(chǔ)、分析工具和知識數(shù)據(jù)庫。其中，TRIZ的理論基礎(chǔ)對于產(chǎn)品的創(chuàng)新具有重要的指導(dǎo)作用，分析工具是TRIZ用來解決矛盾的具體方法或模式，它們使TRIZ理論能夠得以在實際中應(yīng)用，其中包括矛盾矩陣、物-場分析、ARIZ發(fā)明問題解決算法等，而知識數(shù)據(jù)庫則是TRIZ理論解決矛盾的精髓，其中包括矛盾矩陣(39個工程參數(shù)和40條發(fā)明原理)、76個標準解決方法等等。 學(xué)習(xí)、研究、應(yīng)用、推廣TRIZ理論可以大大縮短發(fā)明創(chuàng)造的進程，提升產(chǎn)品的創(chuàng)新水平。經(jīng)過半個多世紀的發(fā)展，尤其是進入21世紀，TRIZ理論已經(jīng)成為一套解決新產(chǎn)品開發(fā)實際問題的成熟的理論和方法體系。 通用問題求解流程：發(fā)現(xiàn)和定義問題、分析問題和解決問題；以之對應(yīng)的TRIZ應(yīng)用流程則是：識別問題、解決問題和創(chuàng)新概念生成三個階段（見圖2.1）。 圖2.1 TRIZ 創(chuàng)新路線 TRIZ方法和工具 2.2 問題描述 2.2.1問題情景描述 全民健身家庭男性女性有著不同的健身需求，所需要的健身器材也有所區(qū)別，同時購買所需健身器材以滿足所有人的健身需求，會消費大量金錢，同時也會占據(jù)更多的面積。 2.2.2問題初始情景描述 男性健身以無氧運動為主，有氧運動為輔，運動強度較大，目的多為增肌塑性，其中綜合力量健身器成為當代男性最為喜愛的健身器材。而女性健身以有氧運動為主，極少數(shù)女性會加入無氧運動，強度強度較小，目的大多為減肥減脂保持身形，其中跑步機成為當代女性最為喜愛的健身器材。當然，當今男女健身者都不單單進行無氧或者有氧運動。如男性在以綜合力量健身器材進行無氧運動時會加入跑步這類有氧運動。女性在以跑步機進行有氧運動時，會加入劃船動作訓(xùn)練、仰臥起坐這類無氧運動。 2.2.3系統(tǒng)當前存在的主要問題 功能少，無法同時滿足男女不同的健身需求 占地面積、經(jīng)濟與健身器材數(shù)量的矛盾 以上問題，基于TRIZ理論進行問題思考及解決。 2.2.4系統(tǒng)主要缺點出現(xiàn)的情境 男性都有健身需求且住房面積不充足、經(jīng)濟條件一般的家庭。 2.2.5初步解決思路 分別挑選最受男女歡迎的幾種健身器材； 選用一種器材作為主體； 將其余幾種器材組合為一，同時不缺失原有功能； 在此基礎(chǔ)，創(chuàng)新增添新的健身功能； 在具備多種功能的基礎(chǔ)上，不增加占地面積，有效減少經(jīng)濟支出； 安裝拆卸簡單 2.2.6明確要解決的問題 解決現(xiàn)有家用健身器材無法同時適用于男女健身的矛盾，同時不因功能健全而導(dǎo)致家庭占地面積增多。 2.2.7對新技術(shù)系統(tǒng)的要求 同時滿足男女健身需求，多功能，占地面積小，易裝易卸。 2.2.8 技術(shù)系統(tǒng)IFR 表2.2 多功能健身器材的FIR求解 IFR流程 求解過程 設(shè)計的最總目標是什么？ 將多種運動器材合而為一，使之實現(xiàn)多種不同的功能，滿足男女不同的健身需求，同時有效的減少占地面積。 IFR是什么？ 將各種運動器材合而為一，使之實現(xiàn)全部健身功能，滿足男女健身需求，不增加占地面積。 達到最終理想解的障礙是什么？ 不同健身器材的機械結(jié)構(gòu)組合。 它為什么成為你的障礙？ 滿足男女健身需求的器材有所區(qū)別，各器材機械結(jié)構(gòu)復(fù)雜，組合為一存在結(jié)構(gòu)矛盾，簡一的機械疊加容易導(dǎo)致面積增加。 什么資源可以幫你？ 器材本身 在其他領(lǐng)域中或其他工具可以解決吃問題嗎？ 了解各種器材結(jié)構(gòu)半島，通過結(jié)構(gòu)分析和力學(xué)分析，使多種器材組合 2.3 問題分析 2.3.1 組件分析 據(jù)調(diào)查統(tǒng)計，男性健身以無氧運動為主，有氧運動為輔，運動強度較大，目的多為增肌塑性，其中綜合力量健身器成為當代男性最為喜愛的健身器材。而女性健身以有氧運動為主，極少數(shù)女性會加入無氧運動，強度強度較小，目的大多為減肥減脂保持身形，其中跑步機成為當代女性最為喜愛的健身器材。當然，當今男女健身者都不單單進行無氧或者有氧運動。如男性在以綜合力量健身器材進行無氧運動時會加入跑步這類有氧運動。女性在以跑步機進行有氧運動時，會加入劃船動作訓(xùn)練、仰臥起坐這類無氧運動。綜合而言，選擇設(shè)計力量綜合訓(xùn)練器+跑步機+劃船機的組合器材。同時滿足男女不同的健身需求。 多功能健身器材的主要組成部件有：力量綜合訓(xùn)練器上體部分、跑步機部分、底座部分、劃船機運動部分。 1.力量綜合訓(xùn)練器上體部分：這部分選擇為史密斯杠鈴深蹲架。史密斯架是當今男性家庭健身者最喜歡的健身產(chǎn)品，可以滿足杠鈴臥推，深蹲起重，同時健身時器械中的杠鈴配有限位機構(gòu)，保證使用安全性，即功能豐富又安全實用。 2.跑步機部分：目前市場上的跑步機結(jié)構(gòu)大致相同，皆是以底部機架為基礎(chǔ)，通過前后雙軸與整體框架連接在一起，在框架前后兩端又分別裝有雙滾筒，與前后雙軸用滾動軸承連接，在前后雙滾筒上又饒有跑步帶，跑步帶與跑步板相接。在跑步板的兩側(cè)有兩邊框，可供踩踏。 3.底座部分：起支撐整個機構(gòu)的作用，占地所有面積也由它決定。 4.模擬劃船機運動部分：劃船機是一種模擬劃船運動的器材，深受當今女性健身者的喜愛，其中單軌劃船機是將柄臂和座軌連在一起，可折疊，輕便、便于收藏，功能單一適合女性鍛煉。 技術(shù)系統(tǒng) 主要功能 組件 超系統(tǒng)組件 史密斯杠鈴深蹲架 各種無氧運動 支撐架 杠鈴 杠鈴滑動桿 杠鈴限位器 雙杠支撐架 跑步機 腿部鍛煉 機架 跑步機部分 扶手部分 儀表盤 機蓋 電動機 人腳 電能 底座支撐部分 支撐作用 輔助作用 支撐底座 人 模擬劃船機運動部分 劃船運動 柄臂 坐軌 人 2.3.2 相互作用分析 力量綜合訓(xùn)練器選擇史密斯杠鈴深蹲架，其主要作用是提供各種無氧運動如：負重深蹲、臥推杠鈴，服務(wù)于男性肌肉鍛煉。跑步機部分的主要功能是提供有氧運動如：慢快走、定速跑，服務(wù)于女性鍛煉，同樣也適用于男性。底座部分的主要功能是起支撐作用，決定占地面積，同時提供一些輔助功能。模擬劃船機運動部分的主要功能是提供模擬劃船這一運動方式，服務(wù)于女性一定量的無氧運動。 建立功能模型： 表2.3 多功能健身器材的功能分析表 功能載體 功能名稱 功能等級 性能水平 評價（成本） 史密斯杠鈴深蹲架 深蹲 B N Ac 臥推杠鈴 B N Ac 雙杠支撐架 Ax E Ac 跑步機部分 跑步 B N Ac 底座支撐部分 支撐底座 B N Ac 劃船機運動部分 劃船運動 B N Ac 2.3.3 通過功能模型分析與裁剪得到的關(guān)鍵問題 跑步機本身的結(jié)構(gòu)可以代替一些器材的結(jié)構(gòu)，但同時需要保留其主要功能。所謂多功能并不是簡單的器材疊加，要在不影響面積空間的前提下滿足多功能，就必須最大化的簡化結(jié)構(gòu)，保留功能。 2.4 矛盾問題求解 2.4.1 技術(shù)矛盾分析與求解 本系統(tǒng)的技術(shù)矛盾來自于各個主要器材組合時的結(jié)構(gòu)矛盾。因此對各個主要器材進行逐個的分析： （1）史密斯杠鈴深蹲架：市場上的史密斯杠鈴深蹲架由杠鈴架、支撐底座兩部分組成。通常會配套一個獨立的臥推椅，用于平躺支撐。 圖2.2杠鈴架 圖2.3 支撐底座 （2）跑步機：跑步機可分為電機部分和運動部分。其中電機部分又包括機蓋、電動機。運動部分又包括機架、跑步帶、跑步板、扶手。 圖2.4電機部分 圖2.5 運動部分 （3）劃船機:劃船機是模擬劃船動作?？煞譃樽枇Σ糠趾瓦\動部分。阻力部分可選擇空氣阻力、水壓阻力。運動部分基本由滑動坐墊、滑軌、拉力桿組成。 圖2.6劃船器 技術(shù)矛盾1：組合機械與占地面積的矛盾。若要使組合器械占地面積最小，即應(yīng)選擇一個機械為主體，可以包容其他器械，主體
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