踏板跑步机的总体设计【毕业论文+CAD图纸全套】

购买文档送 子版图纸， Q 11970985 或 401339828 目 录 1 设计的目的和意义 . 1 2 电动跑步机的人机工程设计 . 2 (1) 跑步踏板 . 2 (2)底架 . 2 (3) 扶手 . 3 (4)电子显示器的布置 . 3 (5) 材质设计 . 4 (6) 色彩设计 . 4 (7) 线形设计 . 4 3 避震系统的设计 . 5 4 保养与使用 . 5 5 结束语 . 6 参考文献： . 7 购买文档送 子版图纸， Q 11970985 或 401339828 2 购买文档送 子版图纸， Q 11970985 或 401339828 1 设计的目的和意义 随着人们生活水平的提高，人们对身体越来越关爱，更多地进行体育锻炼。健身器材作为进行健身活动的重要工具之一，越来越受到人们的喜爱。跑步是最方便、最简单的有氧健身锻炼方式，它可以促进人体血液循环，增强心肺功能，发展肌肉力量，在慢跑时更能消耗人体脂肪 ;在健身运动中，跑步最受人们的喜爱，跑步机成为人们最受欢迎的健身器材。 跑步机是家庭及健身房常备的器材，而且是当今家庭健身器材中最简单的一种，是家庭健身器的最佳选择。 跑步机，其主要系在扶手架适当位置处设一枢杆， 复使该枢杆向机体前下方延伸，并使其另端枢结在跑步框架的适当位置处，在跑步框架前端底部设有一贴地滑轮，因此，当跑步框架由后方被举起遂行折收作业时，该贴地滑轮将有助于使用者的施力，具有折收省力，撑持稳固的特点 。世界第一台跑步机诞生于 1875年，发明人是美国东部农村的一位机械师这台机器其实是一台便携式农机设备。人机工程学是本世纪 50 年代发展起来的一门新兴学科，它由人体科学、工程技术、环境科学、安全科学和社会科学等交叉而形成。人机工程学研究人和机器及环境的相互作用，把人的因素作为产品设计的重要条件和原则，使设计 出的机器操作简便、省力、安全、可靠高效、舒适。当前，人机工程学的研究和应用越来越广泛。电动跑步机的设计应符合人体的尺寸，这是很容易理解的。但是由于受人的年龄、性别、种族、地区等因素的影响，人的身材大小各不相同，在对人群进行统计性的人体尺寸测量时，各种身材的人频数分布状态（出现率）用百分位数表示。在国标 分别给出了不同年龄段第 1、 5、10、 50、 90、 95、 99 百分位的人体尺寸，在跑步机设计中，常用的是 1860 岁年龄组的第 5 百分位数和第 95 百分位数，它考虑了绝大多数的使用者群体。 按 人体尺寸确定相关结构与空间的尺寸的原则为： （ 1）容空间尺寸设计按第 95 百分位数（ 容空间是指以人为中心，包容人体（或某部分）的空间。例如：最小作业空间（区域）、通道、维修空间、肢体自由活动空间、门、舱口等，对于这类空间，要求其能包容大多数人，按大身材人设计，小身材的人当然也就包括在内。 （ 2）被包容空间尺寸设计按第 5 百分位数（ 包容空间是指以人为中心，被人体（或某部分）所包容的空间。例如，肢体的可及范围、椅面高度、搬运物的宽度等，对于这类空间，应使小身材（ 包容其空间，大身材人当然 也就没有问题。 购买文档送 子版图纸， Q 11970985 或 401339828 2 （ 3）最佳工作区位置尺寸按第 50 百分位数（ 包容与被包容关系中，要求空间适应人的极限状态，而对于某些频繁使用的操纵器，则是希望能以最舒适的状态来进行操作，才不容易疲劳，并达到准确和高效。例如，重要的、使用频繁的或需精细操作的开关、旋钮等控制器的设置，各类机械主要操作手柄的设置等。这时应按中等身材人设计，因第 50 百分位附近，人的密度高，可使多数人处于舒适、高效的作业状态下。 可调节结构尺寸的调节范围为第 5 至第 95 百分位数由于人体尺寸的差异，欲使每个工作者能处于一种舒适、准确、高 效的工作状态，则应将有关节结构设计成为可调节的，例如，与控制台有关的座高度和脚踏板的高度等，应是可调节的，其尺寸应以 基准，调节范围扩展到 2 电动跑步机的人机工程设计 最早的跑步机是没有动力的普通跑步机，在这种跑步机上跑步时，需要用力蹬踏跑步机来完成运动，跑步的姿势不够自然，运动难以协调，效果并不理想。而应用人机工程学设计的电动跑步机，人们在跑步时，感到轻松、自如，运动状态更贴近自然运动状态。跑步机主要由以下部分组成：底架、跑步踏板、立架、扶手、以及电子显示器。 (1) 跑步踏板 跑步带是电动跑步机的一个重要部件，跑步带的性能好坏直接影响着跑步机质量，影响跑步效果。要求跑步带抗延展性好，使用寿命长，不易变形。跑步带的尺寸应满足跑步这一功能的需要，长度方向应让人能轻松迈开步伐，设计为 1300 度应按照人体尺寸 P 95 的肩宽来确定，加上余量，设计为 450 (2)底架 底架主要由两边底管、跑步板和前后轴滚筒组成。底管的长度由跑步带的长度和马达的长度来确定，既 1300 +400 = 1700 管是承担人体重量和跑步时动载荷的主要零件，因此必须要有足够的刚度，保证 人体站在跑步带上不变形，跑步时，不会发生颤动和振动，产生噪音。跑步带的下面是跑步板，为了减轻跑步时对人体的冲击，可在跑步板上装有缓冲橡胶垫。底架与地面之间采用高密橡胶垫，可减轻震动和噪音。电动购买文档送 子版图纸， Q 11970985 或 401339828 3 跑步机的底架高度应该尽量降低，减少使用者（特别是老年使用者）使用时的危险性；电动跑步机前面带有调节高度的升降电机，调节整个跑台的倾斜角度 (3) 扶手 扶手的作用主要有两个：一是在跑步时，用手扶在上面，防止身体不稳定晃动而出现意外；二是不跑步时作双臂曲撑运动 ,锻炼上肢肌体。扶手的高度必须与运动者的身高相适应，扶手太高， 作双臂曲撑运动时，感觉不安全；扶手太低，作双臂曲撑运动时必须缩着小腿。因此，扶手的高度一般按 立姿肘高的尺寸进行设计。扶手的最大高度可由下式确定： H=A+B+C=1096+200+25= 1321（取 1320）式中： A 为立姿肘高； B 为底架高（包括底架本身高度和距地面高度）； C 为修正量。上面确定的扶手高度是指最大高度。为了使大部分人处于舒服的状态下，也可以考虑按 尺寸来设计，这时扶手的高度应为 1250 同时将立柱结构设计成为可调节式的，调节范围为 样每个人可以按 照自己需要的高度来调节扶手高度。扶手的形状设计：有很多跑步机的扶手设计成为直杆式的，在跑步时，用手抓住杆部，由于扶手的高度高于人的肘部，所以臂部必须上举，会使肩、背及手部肌肉承受静负荷，时间长了，导致疲劳；同时手腕处于掌屈、背屈、尺偏等别扭的状态时，就会产生腕部酸疼、握力减小，如长时间这样操作，会引起腕道综合症、腱鞘炎等症状。如果设计成弯曲的形状，那么跑步时，手抓住弯曲的部分，可以使手臂不必抬得太高，减少了抬臂产生的静肌负荷，同时，也让手腕顺直，腕关节处于正中的放松状态。扶手的材料一般采用圆管或椭圆管，它的 大小应让人握着舒适为宜，直径为 3035手上采用发泡塑料做成的扶手套，可以提高使用者在抓握时的舒适感。 (4)电子显示器的布置 电子显示器的功能是包括：跑步速度、跑步时间、跑步距离、心跳数和能量消耗数。这些功能都为跑步机的人性化设计提供了必要的保障。这些功能的实现部分采用了先进的智能传感器技术和数字信息技术，使该产品的设计表现出了智能美的技术要求。使用视觉显示装置，在于迅速、方便、准确地提供视觉信息，因此，电子显示器的布置应根据人的视觉特点，按最佳观察方式进行，方能提高视觉认读效率和精度。显示器的位置由在使用该器材时人眼与显示装置面板的距离决定。面板与人眼的最适当距离为 650买文档送 子版图纸， Q 11970985 或 401339828 4 左右。显示器与水平面保持 2530 度的倾角，使显示 信息的面板尽可能与使用者的视线垂直，以保证获得最高的精度。 (5) 材质设计 质地美不取决于材质本身的高级和贵重，而在于恰与其分的运用材料，增加跑步机的外观艺术效果。电动跑步机各主要部件采用的主要材质为：机身和立架采用普通碳钢管及钢板；扶手套采用发泡塑料；电机盖和显示面板采用工程塑料。主框架采用钢材使整个结构展现出朴素、坚固的材质特性，使用者有很强的安全感。主框架的钢材表面作烤漆工艺处理，使其表现肌理光滑而不明亮，给人高雅之感。工程塑料的使用可利用注塑技术使电机盖和显示面板的复杂造型得以实现，并表现出光滑、 细腻的材质特性。发泡塑料质感柔软、温暖，给使用者带来亲切感。 (6) 色彩设计 色彩不仅能表现产品的外观，而且更能表现产品的精神。这就要求色彩与产品的功能、环境场所、使用对象等因素统一起来，在人们的心中产生统一、和谐的感觉。电动跑步机主色调采用黑色，体现出产品的厚重塌实和使用者对强健的渴求；同时，因为该器材多在室内使用，黑色便于与周围环境的色彩进行搭配。显示器面板底色采用深灰色，说明字符用白色，明度对比较强，使字符清晰度高，易辨认。面板控制键和显示窗口的四周用淡蓝色装饰，这样与深灰色底色保持协调和统一。 (7) 线形设计 电动跑步机除了具备物质功能外，还应该具备装饰生活环境，体现生活品位的精神功能。良好的造型可以创造产品的个性，提高品牌的价值，还能激发使用者的锻炼热情。电动跑步机是一种通过跑步而获得锻炼的健身器材，因此在它的造型设计时，必须充分考虑其造型的动态特性。扶手和电子显示器的支撑架采用现代弯管工艺加工出优美的流线造型；马达盖是由工程塑料通过现代注塑工艺加工而成，其轮廓生动的曲线型。流线型的应用改变了产品呆板、冷硬的造型效果，产生生动活泼富有运动趋势的美感。这种设计使产品造型和产品功能得到了很好的统一 。 购买文档送 子版图纸， Q 11970985 或 401339828 5 3 避震系统的设计 跑步的 “ 头等大事 ” 就是要保护好膝盖 跑步鞋具有缓冲减震的效果就是这个道理。使用跑步 机 比起在 户 外路跑最大的好 处 是：跑步 机 它提供了避震效果，大量消除每一步伐的反作用 冲击 力，保 护 了膝 盖关节 。跑步 机 的避震方式 采用 具 弹 性的橡 胶垫将 跑台和底座框架 垫 隔 开 ，使跑台成 悬 吊 状态 ， 进 而 产 生吸收 震动 的功能而 达 到避震的效果。因此避震效果是否可以有效的展 现发挥 ，完全得看跑步 机 的基座結 构 是否牢靠 稳固。 所以采 用 了 足 够牢固 的 钢材规 格， 结构撑 架以焊熔 连接，没有采 用螺栓 ，在基座结构上再加上橡胶垫和橡胶尾套，使整个基架 又对力产生一个缓冲，实现二级缓冲！本设计中跑步板采用高密度纤维板 ，本身也提供一部份的吸震功能，但厚度至少需有 确 保在吸震同時，不因 冲击 而 龟裂 ，另外 在使用时 可在跑步 机 的支 撑点 下，加 铺 具 有弹 性的 铺垫 ，以增加避 震 效果。 现在高级跑步机的最大卖点之一就是避震系统，所以设计和改进跑步机避震系统首当其冲，是设计思路和技术攻克的重点。 “ 太空 ” 牌跑步机 减震系统 设计相当 敏感，站上跑步板，它会自动测出你的体重，根据数据，机器自动调整适合你的减震指数，避免膝盖受伤。 健身器目的是锻炼身体，好的避震系统是跑步机的保障 ，如果没有对力的多重缓冲，跑步机就成为了跑步的隐型杀手，在不自觉中会损伤关节，而设计独特的避震系统能给锻炼者带来草地般舒适感觉，使在跑步机上的运动真正成为一种享受。 4 保养与使用 （ 1）使用 要做身体测试，如果你有疾病或者药物过敏史，还需要有医生的证明。安全永远是第一位的。 其是运动鞋，一定要选择一双舒适、合脚的运动鞋。 面是否干燥。 且把紧 急制动夹片夹到衣服上。当所有都调试完毕，跑步机开始转动的时候，再把脚放到跑步机的台面上，如果是第一次使用，需要把双手扶在两侧的扶柄上。 要突然扭头，更不要回头，否则会让你失去平衡。 购买文档送 子版图纸， Q 11970985 或 401339828 6 步的时候不要手持重物。 跑 ，或者做一些危险动作。 20下以下才可以按停 止键。 多事故都是在运动结束时发生的。 （ 2）跑台保养 1、 减小跑步带和跑步板之间的摩檫力，保护跑步板表面的耐磨涂层，延长跑带、跑板的使用寿命。 2、减少跑步机的电能消耗。 3、让用户在运动时更流畅。 润滑油的选择使用要求 ： 1、耐高温。 2、黏度高。 3、不易挥发。 使用方法： 1、掀开左侧跑步带，将润滑油沿跑步带方向倒在跑步板上，控制用量为 10 2、右侧同左侧一样操作方法。 3、将跑步机通电运转在 3 站上去随着跑步带一起运动，用脚有意识的踏压跑步带下涂有润滑油的区域，使其在跑步板上散布均匀。 使用频率： 6个月加注 1次润滑油 。 5 结束语 通过这一阶段的毕业设计，我受益匪浅，不仅锻炼了良好的逻辑思维能力，而且培养了弃而不舍的求学精神和严谨作风。回顾此次毕业设计，是大学四年所学知识很好的总结。 此次家庭多功能健身器的设计不仅重温了过去所学知识，而且学到了很多新的内容。相信这次毕业设计对我今后的工作会有一定的帮助。所以，我很用心的把它完成。在设计中体味艰辛，在艰辛中体味快乐。 通过本次设计我可以更加系统的了解多功能健身器方面的知识；能够加强家庭多 功能健身器结构设计能够加强家庭多功能健身器功能部件的选型和设计计算；能够加强家庭多功能健身器的方法和理论；能够检验自己能否将四年学习的理论知识转化为实际应用；能够培养自己自学和与人合作的能力。 根据“中国成年人人体尺寸”作为基本依据，对电动跑步机的主要部件的一些尺寸、形状、材质和色彩进行设计，使电动跑步机具有良好的使用性，达到安全、舒适、健康。 购买文档送 子版图纸， Q 11970985 或 401339828 参考文献： 1 12