多功能健身轉輪制作

宋學剛

隨著社會的進步，人們的生活質量越來越高，對健身器材也提出了新的要求，要求其不僅經久耐用，還要美觀大方、人工智能，充滿趣味性與知識性。文章對傳統的健身器材進行升級，推出一款人們在健身時既能發電又能播放音樂的智能健身器材。

一、設計背景

傳統的健身器材功能比較單一。在使用旋轉類健身器材時，讓它通過旋轉自己發電，播放優美動聽的旋律，豈不是讓進行身體鍛煉的人更享受運動帶來的樂趣？

二、研究過程

（一）最初設想

在轉動的健身器材上安裝一臺發電機，讓人們在健身的同時又可以發電，真是一個不錯的想法！可我去了許多實體店都沒有找到合適的發電機，后經指導老師提醒，在淘寶上找到并購買了一款電壓為35V的直流發電機。

（二）初期制作

收到發電機后，我干勁十足地將其安裝到自己制作好的木盒上，進行模擬試驗。但是，在試搖了手柄兩圈后，LED不發光了。

我利用萬用表進行檢查測量發現，發電機在轉速30轉/ min的情況下，發出的電壓達到12 V。而一般情況下，健身時器械的轉速能達到60轉/ min，發電機的電壓可達35 V，遠遠超出LED 3 V的耐壓值。為此，我將LED改裝到5V穩壓電路后面，并通過計算，將它與一個電阻進行串聯。

（三）首次改進

我上網查閱了大量的資料，并在老師的指導下，明白了影響發電機電壓高低的因素，進一步掌握了整流電路、穩壓電路等基礎知識。結合這些知識，我找到了初期制作的作品失敗的原因：裝置沒有經過整流及穩壓電路，導致電壓不匹配，最終燒了LED。

接著，我用電烙鐵、萬用電表，將四個二極管組成橋式整流電路，并接在發電機的后端電路中，又將5V穩壓器接在移動電源前，按照下面的電路框架，對設備進行改進。

為了檢測設備是否能將健身者的動能轉化為電能并保存起來，我利用模型測試臺做了一些測試，數據如下表（單臺發電機工作時測得）：

（四）再次改進

雖然人們使用健身轉輪時產生的能量能夠轉化成電能并儲存起來，但我還是覺得美中不足。后來我在制作框架上又增添了一項新的內容——音箱。我在支架上開一個直徑為60 mm的孔，將一只便攜式無線藍牙音箱安裝入內，用鉚釘固定在支架內部，連接好線路，并對開關進行改裝，至此，整套裝置制作及改進工作全部完成。 轉輪轉動時，音箱便播放動聽的音樂。

三、作品結構圖

四、創新點

第一，在旋轉類健身器材上安裝發電機，人們在健身時，將他們的部分動能轉化為電能并儲存起來。

第二，健身輪轉轉動時，就會播放音樂，讓健身者心曠神怡。另外，該裝置采用了電磁開關，做到人離關機。

第三，在健身轉輪的支架上安裝有USB接口，可給各類小功率供電設備供電。（指導老師 鄧超玉 肖紅耀）