新型跑步机的设计
多功能自动跑步机设计
多功能自动跑步机设计目前，随着人们生活水平的提高，健康意识逐渐增强，跑步机作为一种重要的运动设备，在家庭中越来越受到欢迎。
为了满足消费者对跑步机功能和使用体验的需求，我设计了一款多功能自动跑步机。
设计要点如下：1.自动调节坡度：该跑步机配备了智能控制系统，可以根据用户的跑步速度和身体感受自动调整坡度。
当用户增加速度时，坡度将逐渐升高，以模拟户外跑步的挑战性。
当用户减速或感到疲劳时，坡度将自动降低，以减轻用户的负担。
2.多种运动模式：跑步机内置多种运动模式，包括健身跑步、脂肪燃烧、有氧运动等。
用户可以根据自己的需求和目标选择适合的运动模式，并且可以随时切换。
每种模式都有不同的速度和坡度设置，以满足用户不同的锻炼需求。
3.实时健康监测：跑步机配备了心率传感器和运动传感器，可以实时监测用户的心率、跑步速度、跑步时间等健康指标。
这些指标将通过显示屏展示给用户，并且还可以通过手机应用程序同步到用户的手机上，方便用户随时随地了解自己的健康状况。
4.蓝牙音乐播放：跑步机内置了蓝牙音乐播放器，用户可以通过连接手机或其他蓝牙设备，在跑步时随意选择喜欢的音乐进行播放。
音乐的节奏和旋律可以提高用户的动力和兴奋度，使跑步过程更加愉悦。
5.折叠设计：为了方便用户在有限空间中存放和使用跑步机，该跑步机具备折叠设计。
用户可以在使用完毕后将跑步机折叠起来，减少占用的空间。
同时，该设计还考虑了安全性，确保跑步机在折叠状态时稳固可靠，不易发生意外。
6.强化耐久性：为了确保产品的使用寿命和稳定性，跑步机采用高强度钢材制作框架，具备较高的承重能力和抗震性。
此外，跑步机的跑道采用耐磨橡胶材质，具备较好的吸震和降噪效果，使用户在跑步过程中更加安静舒适。
总之，通过以上设计，这款多功能自动跑步机将为用户提供全面的运动体验和健康监测功能。
它不仅可以满足用户不同的运动需求，还可以为用户提供更加便捷和舒适的运动环境。
机械创新设计—多功能健身器(第十一组)
多功能健身器材学院：机电工程学院班级：机械09现代组别：第11组绪论跑步是目前国际流行并被医学界和体育界给予高度评价的有氧健身运动，是保持一个人身心健康最有效、最科学的健身方式，也越来越受到大家喜爱。
户外长跑曾经是大众最喜闻乐见的运动形式，沿着林荫道呼吸着早晨清新的空气，听着枝头的鸟鸣，既能愉悦身心，又可锻炼体魄。
只是随着都市的大气变得污浊，运动方式，表面上看起来似乎能消耗更多的能量，但其造成的运动伤害也要比在大自然中跑步高出数倍。
据北医三院运动医学专家林共周博士解释：在马路上跑步，每跑1000米，每只脚就得撞击地面约1000次左右。
而在传统跑步机上跑步，人体除自身重量产生的震荡外，脚踝、膝部和臀部的肌肉，特别是肌腱，还要额外承担向后的扭力来确保跑带向后运动。
由于扭力过度集中在韧带、关节等几个关键受力部位，更容易使受力部位肌腱组织产生慢性疲劳，造成损伤。
很多传统跑步机使用者，发现自己越是认真锻炼，腿部就越跑越粗，关节也越练越没有力气。
传统跑步机并不适合患有脊椎软骨突出、膝关节炎、踝关节扭伤、骨肌腱炎、以及足底筋膜炎的人，因为长期的跑步可能会加重慢性扭伤的情形或加速膝关节的老化。
电动跑步机是健身房及家庭较高档的器材，这种跑步机能减轻传统训练对关节的冲击，避免运动受伤，比自然跑步有明显的优势。
跑步时后脚跟先着地，顺着跑带方向运动。
手脚模仿跑步的动作，前后挥动，从而使全身肌肉得到均衡的锻炼。
由于跑带的运动方向与脚步移动的方向一致，韧带部位的扭力就抵消了，机使用。
设计任务书设计任务书设计要求本次设计的任务是根据跑步者需要进行不同速度的跑步运动。
并能实现多项健身运动。
根据上述条件绘制黑箱如图2-1。
黑箱电动 跑步机静止运动者 动力源信号跑动运动员 信号图1-1黑箱三、总功能分析本设计的工艺路线即从系统接到开始信号，驱动动力源，动力源通过传动系统把运动和动力传递给执行机构.根据以上过程绘制工艺路线图，如图2-2。
基于TRIZ理论的多功能跑步机创新设计
基于TRIZ理论的多功能跑步机创新设计李夏; 胡光忠【期刊名称】《《工业设计》》【年(卷),期】2019(000)002【总页数】2页(P152-153)【关键词】TRIZ; 跑步机; 技术矛盾; 矛盾矩阵【作者】李夏; 胡光忠【作者单位】四川轻化工大学机械工程学院【正文语种】中文【中图分类】TB472随着我国经济的快速发展和人民生活水平的日益提高，人们对于体育锻炼的观念逐渐改变，全民健身、国民体质等相关问题越来越多的引起人们的关注。
与此同时，人民健身方式也从传统的自发性无器械健身，逐渐向器械健身方式转变。
由于我国大部分地区空气污染严重，雾霾天气下长期在室外进行体育锻炼会影响心肺功能，极易诱发支气管炎、哮喘等心血管疾病，对人体健康是极大的威胁。
除此之外，天气状况、路面状况、车辆行人等因素也制约着人们的室外运动。
因此跑步机作为一种科学、安全的室内健身器械越来越受到欢迎。
而且跑步机还能及时向健身者反馈身体状况，提高了安全性[1,2]。
目前国内厂家生产了大量形式各样、具有各种功能的跑步机，虽然获得了市场的好评，但是仍然存在一些问题亟待解决[3]：(1)体积较大，占用大量空间；(2)功能单一，智能化、信息化程度不高；(3)节能效率不高。
因此，如何在跑步机现有发展状况的基础上，通过创新设计寻求改变，提高跑步机的适用性、提升跑步机的智能化、信息化程度具有重要意义。
1 TRIZ创新理论TRIZ创新理论是由前苏联学者阿奇舒勒在分析总结了近250万件发明专利的基础上，不断探索、提炼、总结，并综合多个学科领域之后提出的一种解决发明创造问题的理论[4,5]。
与传统的创新原理不同，TRIZ理论成功揭示了发明创造的内在规律何原理，将产品设计抽象为技术系统，并将问题用TRIZ语言进行标准化的定义和分析，再依托发明问题的内在规律指导设计师系统的、高效的、有针对性的完成创新设计，大大缩短了研发周期，在机械设计、产品设计、产品评估、管理创新等领域具有广泛的应用价值[6,7]。
基于嵌入式技术的跑步机控制系统设计
Ａｂ ｔ ａ ｔ Ｔ ｅ ｐ ｐ ｒｉ ｔ ｄ ｃ ｄ ａ ｋｎ ｆｔｅ ｄ ｌ ｃ ｎｒ ｌｓ ｓｅ ｓｒ ｃ ： ｈ ａ ｅ ｎｒ ｕ ｅ ｉｄ ｏ ｒａ ｍｉ ｏ ｔ ｙ ｔｍ．Ｔ ｅ ｓ ｓｅ ｓ ｕ ｔ ｒ ｎ ｔ ｏ ｋ ｎ ｒ ｃｐ ｅ ｒ Ｖ ｎ ｏ ｌ ｏ ｈ ｙ ｔｍ ｔ ｃｕ ｅ ａ ｄ ｉ ｗ ｒ ｉ ｇ ｐ ｎ ｉｌｓ ｗｅ ｅ ｒ ｓ ｉ ｅ．
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传 统 的跑 步机 控 制 系 统功 能 单 一 ， 要是 设 置 主 和显 示跑 步机 的各 种状 态参 数 ， 示 方 式 也 比较 单 显
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第 ２ 第 ３期 ９卷
Ｖｏ． ９， ． １ ２ Ｎｏ ３
西 华 大 学 学 报 （自 然 科 学 版 ） ｃｅ ｃ ｏ ｒ ａ ｆＸｉｕ ｉｅｓｔ ｙ ｔｒｌＳ ｉｎ ｅ
阻尼可变式跑步机健身器材设计【开题报告】
毕业论文开题报告机械设计制造及其自动化阻尼可变式跑步机健身器材设计1选题的背景与意义跑步是目前国际流行并被医学界和体育界给予高度评价的有氧健身运动，是保持一个人身心健康最有效、最科学的健身方式，也越来越受到大家喜爱。
只是随着都市的大气变得污浊，生活节奏变得紧张，户外长跑变得不那么流行了，而跑步机则成了时下健身最热门的健身器械。
跑步机不仅可以让我们免受汽车尾气之苦，也使我们可以选择自己方便的时间随时锻炼。
传统的机械式跑步机，通过锻炼者自身臂部、膝部、踝关节及相关肌肉产生向后的推力，推动跑步机产生运动。
这类跑步机简单，耐用，省电。
但是脚踏板皮带旋转所需的力量是固定的，因为对于不同的人群，所需的力量不同，所以达不到锻炼的要求。
电动式跑步机，运动性能不错，是市场上主流的跑步机，但是价格昂贵，而且耗电量巨大，了达到安全舒适的目的，跑带越来越宽、越来越长，相应占地面积比机械跑要大。
对于传统的机械式跑步机，在前滚轮结构处加入磁流变液阻尼器，可以通过电流来控制所需力量的大小，从而达到各个运动者的要求。
设计这种跑步机的关键在于磁流变液阻尼器的设计。
通过跑步机的设计，可以了解有关磁流变液的知识，阻尼器的结构原理，跑步机的结构原理，更好的掌握机械方面的原理知识。
并且，通过此设计，可以更好的理解体育锻炼的重要性，科学的健身方式的意义。
2研究的基本内容与拟解决的主要问题2．1研究的基本内容（1）跑步机基本功能跑步机的基本功能就是构建一条运动的跑道（跑步带），跑道的运动方向与运动者的跑动方向相反，但速度必须自动保持一致，这样就使得运动者能够在原地进行跑步锻炼了。
实现跑步机的功能，对跑步带的速度控制：通过磁流变液阻尼器调节阻尼大小，得到锻炼者所需的力大小。
（2）跑步机的构造设计此跑步机主要由机架、电源、磁流变阻尼器、跑步皮带、滚筒、轴及控制面板组成，其特征在于框架与支架垂直连接，前轴与后轴分别装在框架的两端，前滚筒与后滚筒分别用轴承套装在前后轴上，跑步皮带张紧绕装在前后滚筒上，跑步皮带下装有支撑跑步板，从动皮带轮紧装在前滚筒的一端，电源安装在框架的前端，控制传感器装在电源上，跑步机扶手架安装于支架的顶端。
智能跑步机开题报告
智能跑步机开题报告引言智能跑步机是一种智能化运动设备，通过结合传感器、人工智能技术和用户界面，帮助用户进行室内跑步训练。
本文将介绍智能跑步机项目的开题报告，包括项目概述、目标和意义、项目计划和研究方法等内容。
项目概述智能跑步机项目旨在开发一种能够提供个性化室内跑步训练的智能设备。
通过与用户手机或平板电脑连接，智能跑步机可以收集用户的运动数据，并根据用户的身体状况、运动目标和健康指数，提供个性化的跑步训练计划和实时指导。
该项目将包括硬件设计、软件开发和用户界面设计三个主要方面。
硬件设计部分将实现传感器数据的采集和处理，软件开发部分将实现数据分析和个性化训练计划生成算法，用户界面设计部分将提供友好的操作界面和数据展示功能。
目标和意义智能跑步机项目的目标是打造一款高效、便捷、具有个性化定制功能的室内跑步训练设备。
通过智能跑步机，用户可以在家中或健身房等室内环境进行跑步训练，无需受天气、地点等因素限制。
该项目的意义在于：1.提供个性化的训练计划：智能跑步机将根据用户的身体状况、健康指数和运动目标，生成个性化的跑步训练计划，帮助用户更科学地进行跑步训练。
2.实时指导和反馈：智能跑步机将根据用户的实时数据，及时给出训练指导和反馈，帮助用户掌握正确的跑步姿势和节奏，避免运动损伤。
3.数据分析和记录：智能跑步机将收集和分析用户的运动数据，并记录用户的运动历史，帮助用户了解自己的运动水平和进步情况。
4.提高跑步效果：智能跑步机通过提供个性化训练计划和实时指导，可以帮助用户提高跑步效果，达到更好的健身效果。
项目计划智能跑步机项目的开发计划分为以下几个阶段：1.需求分析阶段：明确项目的需求和功能，并与用户进行沟通和反馈，确保项目目标和用户期望保持一致。
2.硬件设计阶段：设计智能跑步机的硬件系统，包括传感器的选择和连接、控制电路的设计等。
3.软件开发阶段：开发智能跑步机的软件系统，包括数据处理和分析算法、个性化训练计划生成算法等。
智能跑步机的设计与实现研究
智能跑步机的设计与实现研究随着生活水平的不断提高，越来越多的人开始关注自身的身体健康。
在这个背景下，有氧运动逐渐成为人们关注的焦点，传统的户外跑步方式已经无法满足现代人的需求。
因此，智能跑步机应运而生。
在本文中，我们将探讨智能跑步机的设计和实现。
一、智能跑步机的概述智能跑步机是一款集合了电子技术、运动学、轻工业等领域的先进技术，是一种高科技电子产品，主要用于家庭或者公司健身房。
它通过安装多种传感器来监测跑步机的各项数据，并通过电控系统进行处理，从而达到智能化、人性化的运动方式。
智能跑步机的设计包括底盘、电控系统、液晶显示屏、电动机、导轨、保护板等多个部分，应用了先进的控制技术，可以支持多种不同的运动方式模式，帮助用户更好地进行有氧运动。
二、智能跑步机的设计要求智能跑步机的设计要求非常高，主要包括以下方面：1.稳定性。
跑步机的底座需要稳固并能够承重，保证跑步机在运动中不会摇晃或产生异响。
2.耐用性。
跑步机需要使用优质材料，确保使用寿命长，耐用。
特别是在用户进行高强度运动时，要保证跑步机的正常运转和稳定性。
3.人机交互体验。
跑步机的电子控制系统需要支持多语言显示，并且界面操作要方便、直观、友好，以便用户能够快速上手。
4.健康体验。
跑步机不仅需要支持多种不同的运动模式，还需要考虑人体工学和伤害预防问题。
比如，通过合理的垫片设计减少颈椎受力，向前倾设计减少膝盖压力。
5.故障检测与安全保护。
跑步机需要内置故障检测和安全保护机制，确保用户在使用过程中不会出现危险状况。
三、智能跑步机的实现方式智能跑步机的实现方式主要包括以下步骤：1.模块化设计。
智能跑步机的结构复杂，需要进行模块化设计，将其按照不同的功能，分别进行设计。
比如，底座结构、电子控制系统、传感器、液晶显示屏等模块。
2.软件开发。
智能跑步机的软件开发需要考虑到用户界面的设计、各项体征的监测和处理、家庭健身数据的管理和分析等多个方面。
同时还需要对产品进行严密的测试和运营。
多功能自动跑步机设计
多功能自动跑步机设计概述：设计理念：技术特点：1.自动控制系统：多功能自动跑步机具备自动控制系统，可以根据用户的需求自动调节运动速度和模式。
用户可以通过面板或APP进行调整，实现运动的自由控制。
2.多种运动模式：多功能自动跑步机可以提供多种运动模式，如跑步、行走、坡度调节、踏步等，满足用户不同强度和方式的训练需求。
3.心率监测：设备配备心率传感器，可以实时监测用户的心率数据，帮助用户掌握运动状态，调整运动强度，避免过度运动。
4.娱乐功能：多功能自动跑步机还具备娱乐功能，可以连接音乐播放器或视频播放器，让用户在运动中享受音乐或观看视频，增加运动的趣味性。
5.电子显示屏：设备配备高清电子显示屏，可以显示用户的运动数据，如时间、速度、里程、卡路里消耗等，帮助用户了解运动效果。
功能模块设计：1.运动控制模块：负责自动调节运动速度和模式，根据用户的需求提供个性化的运动方案。
该模块还可以实现运动的定时控制，帮助用户合理安排运动时间。
2.电子显示模块：负责显示用户的运动数据，提供实时反馈和运动指导。
用户可以随时了解自己的运动状态，根据需要进行调整。
3.心率监测模块：通过心率传感器实时监测用户的心率变化，提供心率数据和报警功能，帮助用户控制运动强度和保持健康状态。
4.娱乐模块：通过与音乐播放器或视频播放器的连接，提供音乐播放或视频观看功能，让用户在运动中享受娱乐。
5.安全保护模块：设备具备安全保护系统，包括运动失控预警、急停按钮等，保障用户安全运动。
总结：多功能自动跑步机的设计考虑了用户的不同需求和健身体验，通过先进的技术特点和功能模块的设计，使得设备更加智能化、安全化和实用化。
该设备能够满足用户的个性化需求，提供全方位的运动体验，帮助用户实现健康生活的目标。
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新型跑步机的设计
作者：孙胜伟
来源：《电子世界》2012年第14期
【摘要】本文对跑步机传动机构，外型结构等各部分机械结构进行设计；选择更加适合的电机，由PWM调速电源直接对电机调速，电机通过多楔带带动跑步机前轴，从而带动跑步带的运动；为跑步机增加人机交互、液压折叠等多功能设计，使人们可以以多种方式锻炼身体并且节省生活空间，满足多方面生活需要。
【关键词】跑步机；人机交互；电机调速
1.引言
结合日益发展的计算机和通信技术，嵌入式系统在家用电器上的应用越来越广泛，家用跑步机作为传统的健身设备已不陌生，通过对传统的跑步机进行改造，使其在功能上更加完善，使用更加方便。
通过分析现有跑步机[1]的功能和特点，设计了各部分机械结构，如传动机构，外形结构等；电机的选择以及各部分标准零件的选择。
同时也研究了跑步机的一些附加功能，使跑步机的健身功能更加完善，拥有更全面的健身方式和锻炼功能，以达到更全面的健身效果。
2.整体结构的设计
家用跑步机主要由基架、支架、跑步版、扶手、电动机、可调电源、跑步带、折叠机构及仪表控制盘等组成。
主要完成对跑步机主要机械部件的设计以及控制部分的设计。
3.主要传动机构的设计
跑步机的传动类型选择带传动，带传动属于定传动比匀速传动机构。
带传动的优点决定了我们的选择，它结构简单，成本低廉，能够很好的缓和载荷冲击，运行平稳，无噪声，并且过载时会引起皮带在带轮上打滑，因而可以有效的防止其他零件的损坏，拥有过载保护的作用。
3.1 轴承的选择与计算
深沟球轴承主要用于承受径向载荷，除可受径向负载以外还可以承受两个方向的轴向载荷，摩擦力矩小，摩擦系数小，振动与噪声也较低，极限转速高，精度高，最适用于要求高速旋转，低噪音，低震动的场合。
因为滚筒上的轴承主要承受的就是径向载荷，基于深沟球轴承的各种优点和我们设计的需要，选用深沟球轴承。
轴承类型：深沟球轴承，轴承代号：6301
3.2 轴结构的设计
由于心轴工作时只承受弯矩而不承受扭矩，所以在应用上时，应取T=0。
由于是固定心轴，考虑启动，停止等影响，弯矩在轴截面上所引起的应力可视为脉动循环变应力。
所以，固定心轴的许用应力应为1.7[σ-1]。
最大弯矩
抗弯截面系数
强度=
材料采用45号调质钢，许用弯应力为102MP
40
受力分析和弯矩图分别见图1和图2。
3.3 液压折叠功能的设计
为反映家用电动跑步机人性化设计，易于使用，我们现在折叠功能应用到跑步机的设计。
采用液压折叠方式，载荷110公斤。
液压棒折叠时，异常轻松，可在45度角以上任意位置停住。
一般成年人均可轻松折起。
单气压棒折叠更为沉重，一般成年女性很难折收。
另外移动轮的设计，使移动更轻松。
液压折叠的工作原理图如图3所示。
工作原理为：
通过伺服电机带动双向齿轮泵转动，控制其输出流量与转向。
当电机正转时，双向齿轮泵向上供油，液压油进入双向作用液压缸的上部腔体，推动双向作用驱动缸的活塞下行，连接在活塞下端的下活塞杆推动控制阀的阀芯下行，回油流入到油箱。
当双向齿轮泵向下供油时，液压油进入双向作用液压缸的下部腔体，推动双向作用液压缸的活塞上行，下活塞杆带动控制阀的阀芯上行，液压油从上面流回到油箱。
当活塞上行时，推动跑步机折叠张开，当活塞下行时，推动跑步机合上。
由于液压使用推力大、响应快，得到了大力使用。
4.电气控制部分设计的设计
4.1 电动机的类型与功率选择
跑步机上的正常运动时，跑步机承载人体重量的0.8-2.5倍的重量，然后电机需要提供满足并保持跑步机自由运行的原动力。
通常跑步机一个马力大概可提供50—60公斤的承载重量，但跑步带面积大小也和跑步机马力有相当直接的关系，跑步机的马力越大，可以带动的跑步带面积也越大。
一般建议，家用跑步机合宜的持续马力应该至少1.5马力以上，如果家人的体重有超過80公斤，則应选2.0持续马力以上的跑步机。
ZYT42（NEMA）型永磁直流电动机低速性能好，能够实现一个大的起动转矩，运行平稳，噪音低，效率高，能够无级变频调速，调速范围宽，方便简单。
此电机具有显着的特点是：精度高，反应速度快，当人们在跑步机上锻炼，给电机一个冲击载荷，此电机能够通过它的的强韧性，保持同步的速度。
抗冲击载荷能力强，使人感觉如在平地上跑步一样。
在此跑步机设计标准为100公斤，因此选择ZYT42(NEMA)型永磁直流电动机。
4.2 人机交互模块
为了增加设备使用的人性化[2]，使使用更加直观，设计了单片机作为主控制控制单元，并设计了触摸屏，通过采用单片机直接控制一个液晶触摸显示屏。
通过预先的编程，确定各个界面上每个选项的有效触摸范围，在使用过程中，每一次触摸显示屏，在显示屏上会加上一个X方向和Y方向的扫描电压，以确定触摸的范围，根据之前对单片机的编程设置，识别所触摸范围所属的功能，进而单片机根据所识别内容，向相应的模块发出指令，控制各个模块的工作。
部分程序如下：
5.小结
通过对传统家用跑步机的分析，结合计算机技术对跑步机进行了新的改进设计。
主要对其电机、主动部分、从动部分结构进行了设计、通过实际模型的实验和论证，基本能够满足使用要求。
参考文献
[1]王三明.机械原理与设计课程设计[M].北京:机械工业出版社,2005.
[2]赵松年.现代机械创新产品分析与设计[C].2000.
基金项目：滨州学院“青年人才创新工程”科研基金(BZXYQNLG200802)。