新型跑步机的设计
跑步机简易心率测量系统设计
进入21世纪以来，人们生活压力不断增加，部分民众身心健康出现不同程度的问题，而亚健康也因此成为现阶段的社会热点。
对亚健康问题出现的原因进行分析与总结，发现主要是由于人能运动量不足。
为了减少亚健康问题的影响，部分民众选择通过室内运动的方式抵御各类健康问题。
这一过程中，电动跑步机无疑成为部分运动者的首选器材。
电动跑步机的应用功能较为丰富，其中的心率测量占据重要地位。
心率检测可以准确反映运动者的训练效果，体现了一定的不可或缺性。
因此，文章将先针对心率测量原理进行分析与探讨。
1 跑步机心率测量的主要原理跑步机心率测量的原理主要是人体心肌运动过程中将会产生一定的电信号，此时经过人体传达至体表，体表分布存在差异，此时也将伴随着电位差。
对上述现象进行分析与探讨，电压电位差滤波放大，方可获取相应的心电信号。
跑步机心率测量系统的设计通常会在左右手柄位置设置电极，借此获得相应的心电信号。
获取的心电信号准确性较高，并具有一定的参考价值。
获取相应的心电信号后，也会基于R波的时间间隔，对心率信息加以汇总、整合与调节，进而显示相关的心率测量信息[1]。
2 跑步机心率测量系统的设计思路跑步机心率测量系统的使用功能直接影响运动者的使用体验和满意度，因此一定要事先做好系统设计，并从全局性角度加以思考，确保系统设计的有效性和可行性，大大提高心率测量结果的准确性和真实性，进而为运动者提供可借鉴的参考值，反映运动的效果。
跑步机心率测量系统设计过程中，设计人员应首先意识到心电信号极其微小，其频率处于0～100Hz，且幅度相对较小。
所以，在信号测量过程中极易受外界环境因素的干扰，难以保证测量结果的可借鉴性，这就要求设计师对干扰因素进行总结。
经分析与汇总后，可分为以下几点：第1为高频电刀干扰，第2为基线漂移，第3为电源功率干扰。
基于上述问题，要求设计师提高重视，明确干扰较为严重的因素。
电源功率干扰作为典型代表，幅值相对较高，高达几十伏。
此时，设计师应引用先进的心电放大器，进而减少外界环境干扰，使得测量结果更为准确、可靠[2]。
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。
多功能跑步机的创新设计毕业设计
多功能跑步机的创新设计毕业设计标题：多功能跑步机的创新设计：改善运动体验和提升健康效益摘要：本篇论文旨在设计一款多功能跑步机，以改善用户的运动体验和提升健康效益。
通过分析现有跑步机的局限性，本设计方案将结合智能科技和人性化设计，提供个性化运动模式、可视化数据反馈和整体健康管理等功能，以满足用户的多样化需求。
1.引言跑步机作为一个广受欢迎的健身设备，已经成为大多数家庭和健身房的必备之物。
然而，传统跑步机在运动模式、数据反馈和健康管理等方面存在一定的局限性。
因此，通过创新设计，打造一款多功能跑步机十分具有实践意义和市场潜力。
2.设计目标本设计方案旨在满足用户的个性化需求，改善运动体验和推进健康管理。
具体地说，设计目标包括：(1)提供多样化的运动模式，满足不同用户的运动需求。
(2)实时、可视化的数据反馈，让用户更直观地了解运动状态。
(3)融合智能科技，实现整体健康管理和指导。
3.设计方案(1)多样化的运动模式设计方案将提供多种运动模式，包括自由跑、持续跑、间歇跑等，用户可以根据自己的喜好选择适合自己的运动方式。
此外，还可以根据用户的身体状况和目标制定个性化的运动计划。
(2)实时、可视化的数据反馈利用传感器和智能科技，跑步机将能够实时监测用户的心率、跑步速度、距离和消耗的卡路里等数据，并将其以可视化的方式展示在跑步机上的显示屏上。
用户可以直观地了解自己的运动状态，以便进行调整和补充。
(3)整体健康管理和指导跑步机将连接到智能手机或电脑等设备上，通过手机应用或软件，用户可以记录自己的运动数据、计划和目标，并进行整体健康管理。
系统会根据用户的数据和目标，提供个性化的健康指导和建议。
4.创新亮点(1)个性化的运动模式和整体健康管理，满足用户的多样化需求。
(2)实时、可视化的数据反馈，提升用户的运动体验和动力。
(3)利用智能科技，实现智能化、便捷化和科学化的跑步机使用体验。
5.结论本设计方案通过创新设计，提出了一款多功能的跑步机，以改善用户的运动体验和提升健康效益。
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。
多功能家用跑步机设计__毕业设计论文 精品
本科毕业设计论文题目：多功能家用跑步机设计毕业 任务书 一、题目多功能家用跑步机二、指导思想和目的要求按照毕业设计大纲的要求，通过这次毕业设计实践，让学生综合运用大学期间学习和掌握的专业知识，理论联系实际，完成最终产品设计和毕业论文的写作，提高综合实践能力，为走向社会和步入工作岗位打下更加坚实的基础。
本次毕业设计要求在在充分调研的基础上，按照项目来源单位的要求，确定多功能家庭跑步机概念设计的总体设计定位、使用人群及其特点和需求，并综合考虑文化、社会心理、市场等相关因素，以此为基础完成相应的造型设计，在设计过程中，要求充分运用所学的调研、手绘、效果图、计算机辅助工业设计、人机工程、色彩学等多方面的专业知识和技能，设计规定五种产品的形态、色彩、材质并分析其人机性能，在满足功能的前提下突显产品的创新性、文化性、和独特设计特点和设计目标，同时要求在设计中进一步培养理论联系实际、解决设计问题的能力，通过系统分析和论述完成毕业设计论文，提高写作水平。
具体要求如下：针对目标展开调研，了解相关需求概况，确定设计方向，为具体设计奠定基础；在完成创意草图的基础上，通过讨论，选出最佳方案进行优化，同时对其进行定位分析、功能需求分析、人机分析以及具体的形态、色彩和材质等方面的设计；通过翻译和论文写作，提高翻译和科技论文写作水平。
将所学知识技能充分运用到本次设计中，理论联系实际，达到综合能力提高的目的；随时与指导老师取得联系，把握进度，做好毕业设计；多与同学交流，探讨，发挥组织团队精神。
三、主要技术指标设计论文1、完成英文资料翻译一份。
要求文字通畅，思想内容表达清晰；2、完成设计调研报告一份,要求切合实际，图文并茂，数据确切；3、完成开题报告一份,要求内容详实，层次清晰；4、完成毕业设计论文一份，要求格式符合科技论文要求，符合工业设计专业特点；5、完成家用跑步机的外观设计具体产品概念设计草图30张，从中选出最优方案。
6、完成设计效果图、建模1份，要求符合产品设计要求；7、完成毕业设计PPT演示文档一份；8、完成两块展板设计。
多功能自发电集理疗与健身功能为一体的器材设计
多功能自发电集理疗与健身功能为一体的器材设计随着我国经济的发展，人们生活水平的提高，工作节奏日益 加快，许多人没有时间或者忽视了对身体的锻炼与调理， 导致部分人 身体素质下降并且出现一些疾病， 为此我们设计了多功能自发电理疗 健身一体机， 该机具备健身与理疗的双重功能， 以满足不同人群的需 求.一、设计思路多功能自发电理疗健身一体机（ 效果图见图 1） ,该机主要 由跑步机 3、旋转牵引床 6、脚踏车机构 15、发电装置 17、MP4 等 部分组成。
在通过脚踏车锻炼腿部过程中， 将机械能转化为电能并储 存起来，可以为旋转牵引床、跑步机、 MP4 娱乐机构提供电力，使 用者可以在此机上进行骑车、跑步、牵引、倒立、扩胸、臂力、仰卧 起坐等运动。
【图 1】（ 一） 发电机装置。
发电装置主要由车座 14、脚踏车机构15、蓄电瓶 16、发电机 17 构成，利用变速自行车上的变速器形成 三级变速。
三个变速档位的传动比分别为： imax =14. 4、i = 11. 5、imin = 8. 21,健身车在三个变速档位匀速转动时外加力分别为： F =64N Fmin =46N 发电机为JW 系列14V 450W 交流发电机。
发电 机的额定发电转速为 900~ 1,800r / min,蓄电瓶规格12V 7AH 脚蹬轮 盘半径 7. 5cm.通过直流电路将交流电转化为直流电后将其输入到 12V7AH 的蓄电结构与功能Fmax =80N 、瓶。
使用者可以根据自身条件调节档位、脚蹬、把手与车座的位置，以便适应不同人群的需要.（二）床体旋转装置。
旋转牵引床主要由床体和旋转机构构成，床体尺寸：180cm ×74cm ×5cm,旋转机构的动力源为大扭矩蜗轮蜗杆减速电机直流马达GW370 12V 120rpm,由蓄电瓶供电。
人通过带子固定到床上，床的旋转角度与速度由线控开关控制。
为了安全性和舒适度，通过调节变速电机把床的旋转角速度控制为0. 05rad/s•旋转倒立时受力点是肩部、腰部和腿部，通过线控可以轻而易举地完成旋转、倒立健身。
新型跑步机的设计
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 。
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 ．
在 此 跑 步机 设 计 标准 为 １ ０ 斤 ， 因此 ０公 选择 Ｚ Ｔ ２ Ｎ Ｍ ） 永磁 直流 电动机 。 Ｙ ４ （Ｅ Ａ 型 ４ ２人 机交 互模 块 ． 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 。 为 了增加 设 备使用 的 人性 化 ，使 使 用 液压 折 叠的工 作原 理 图如图３ 示 。 所 更加 直观 ，设 计 了单片机 作 为主控 制控 制 单 工作 原 理为 ： 元 ，并设 计 了触摸 屏 ，通过 采用 单片 机直 接 通 过伺 服 电机带动 双 向齿轮 泵转 动 ，控 控 制 一 个 液 晶触 摸 显 示 屏 。通 过 预 先 的 编 制其输 出流 量与 转 向。当 电机 正转时 ，双 向 程 ，确 定各个 界 面上 每个选 项 的有 效触摸 范 齿轮 泵 向上供油 ，液 压油 进入双 向作 用液 压 围 ，在 使用 过程 中 ，每一 次触 摸 显示屏 ，在 方 方 缸 的上部 腔体 ，推动 双 向作用 驱动缸 的活塞 显示 屏上会 加上 一个 Ｘ 向和Ｙ 向的扫 描 电 下行 ，连 接在 活塞 下端 的下活 塞杆 推动 控制 压 ，以确 定触摸 的 范 围，根据 之 前对 单片机 阀 的阀芯 下行 ， 回油 流入 到油 箱 。当双 向齿 的编程 设置 ，识 别所 触摸 范 围所属 的功 能 ， 轮泵 向下 供油 时 ，液压油 进入 双 向作用 液压 进而 单片 机根据 所识 别 内容 ， 向相应 的模块
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新型跑步机的设计
【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<102则通过设计能承受足够的工作强度。
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)。