多功能跑步機設計

朱成實?徐千千?吉璐璐

傳統跑步機存在的缺點比較多，很多人群不適宜使用，例如患有膝關節炎、骨肌腱炎、脊椎軟骨突出、踝關節扭傷、以及足底筋膜炎的人群。因為這些人群在跑步運動中很容易加重扭傷的情形或者加速膝關節老化。而多功能跑步機比傳統的跑步機有明顯的優勢，在訓練中能減輕對關節的沖擊，避免運動中受到傷害。跑步時手腳模仿著跑步的動作順著跑帶的方向開始跑步，跑步過程中保持后腳跟先著地，全身不停地前后揮動，是全身肌肉都能得到很好的鍛煉。因為腳步的移動方向與跑帶的運動方向是相同的，所以跑起來會感覺全身輕松舒服，因此設計出更完美的跑步機具有著非常大的意義。

多功能電動跑步機又稱為電動跑臺，在多年來無論是在國內甚至是國際，都是種非常流行的健身器材，被得到了廣泛的使用。電機帶動跑帶開始運動時，鍛煉者會被動地進行跑步或者走動，鍛煉者還可以選擇電動跑步機上的一些特殊功能來選擇跑步的環境，例如平地跑、丘陵跑、變速跑、上坡跑等選擇自己適合的運動方式進行鍛煉。鍛煉者開始運動時，跑步機能夠顯示出跑步時的速度、心率、節拍、距離、時間等指標，運動者可以根據自身的情況選擇鍛煉的強度。

多功能跑步機結構設計

跑步機的作用實質就提供一條運動的跑道，運動著的跑動方向正好與跑道的方向相反，但速度是相同的，這樣運動著就可以在原地實現跑步運動了。跑步機的驅動使用的是直流電動機驅動，直流電動機通過半導體功率器件，使用脈沖寬度控制（PWM）方式實現調速。

跑步機的主要結構由五部分組成，其中包括機架、可調電源、電動機、跑步皮帶、儀表控制盤，多功能跑步機的特征和普通跑步機的特征存在了明顯的不同，主要表現在結構上。多功能跑步機框架部分和支架部分建立了連接，前軸和后軸的位置也變化了，一般安裝在框架的兩端，滾筒也有所不同，利用軸套套在了前后軸上。多功能跑步機的支撐板安裝在皮帶下，框架的前端還安裝了電機和可調節電源，電動機上使用了控制傳感器，在制動盤上的皮帶輪裝有速度傳感器，皮帶的調節螺栓和電動機外殼的孔進行連接，另一端在框架前端的孔板上進行連接，支架的頂端裝有跑步機的扶手，而扶手架上裝有儀表控制盤。多功能跑步機的傳動方式為一級傳動，屬于帶傳動結構，為了增加跑步機的多功能性，在跑步機上設計了扭腰盤和仰臥起做結構。

現在市場上主要有兩種跑步機，一種是傳統跑步機，一種是電動跑步機，傳統跑步機一般是被動式的，在我國八十年代，便開始通外國引進跑步機。跑步機的動力來源主要來自于身體動力，跑步機通過人體推動而產生運動，其動力來源主要是來源于身體推動。表面上跑步機看來會消耗人體的很多能量，但是他給身體也會帶來很大的傷害，這種傷害比傳統的自然運動要多。

跑步機多功能設計

做仰臥起做對人體的新陳代謝有很大的幫助，并且可以提高肺活量，提高免疫力。因此，該多功能跑步機上設計了一種仰臥起坐結構，這種結構簡單，和跑步機配合，可以起到強化胸部，使跑步機不在是一種枯燥的工具。該機械結構簡單，穩固性好，對整體結構不會帶來絲毫的影響。

多功能跑步機上還設計了一種扭腰盤結構，該結構能夠鍛煉腰部，也可以對腳踢進行按摩，腳底按摩器可以產生足療的作用，通過電磁波傳到人體內，在人體的細胞里產生二次電流，可以及時的排除脂肪和毒素，對血液循環有很好的作用，可以起到鍛煉體魄和強身健體的作用。

小結

本文設計的多功能跑步機，多功能主要表現在兩個方面，一個是結構的優化，一個是在跑步機上增加了附屬結構，增加了扭腰盤和仰臥起度結構，這兩種結構不僅可以增加跑步機的功能，使跑步機不再是一種枯燥的器械，也可以提高身體鍛煉的準確性，提高鍛煉的全面性，是一種非常好的機械設計結構，對現代化生活具有重要的意義。

（作者單位：沈陽化工大學）

基金項目：2014遼寧省教育廳科學研究一般項目（人文社會科學研究）項目編號：W2014069