基本信息
- 项目名称：
- 多功能健身仪
- 来源：
- 第十二届“挑战杯”省赛作品
- 小类：
- 机械与控制
- 大类：
- 科技发明制作A类
- 简介：
- 随着人们生活水平的提高，各个年龄段人群的肥胖率越来越高，儿童肥胖现象尤为突出，越来越多的人加入了健身的大军。为顺应社会主题健康、节能、减排，设计一种新型的健身仪，集健身，节水，发电，娱乐于一体，本健身仪不仅节能环保，而且成本比普通健身自行车要低很多，同时还具有很大的趣味性及教育价值，一旦投入市场必将带来巨大的社会和经济效益。
- 详细介绍：
- 健身仪以变速自行车的主体结构为基础框架，后部增加了以飞轮轴为核心的发电与节水机构并对车把。飞轮轴上固定有飞轮、链轮、带轮，脚踏板处输出的动力通过链传动传递到飞轮轴，轴上的链轮和带轮分别通过链传动和带传动驱动发电和节水机构。健身仪采用变速自行车的变速机构，装在车把上的变速调节器可调节链轮与飞轮间的传动比实现健身强度的调节，可以满足不同体质的健身者的健身需要。 发电部分主要由链轮、发电机、整流桥、蓄电池组成，飞轮轴上的链轮将轴的部分动力通过链传到发电机轴驱动发电机，发电机发电产生的交流电经整流桥整流以直流形式输出接到蓄电池储蓄电能或者接到低压用电设备上直接作电源使用。 节水部分由废水储蓄箱、柱塞泵、增压补水箱、电磁离合器、压力继电器和冲厕器组成，柱塞泵轴上固定有电磁离合器，电磁离合器的一端固定在通过滚动轴承固定在柱塞泵轴上的带轮上，经传动带传到柱塞泵轴带轮上的动力经通电结合的电磁离合器驱动柱塞泵工作，废水箱中的水通过粗滤网和细滤网经柱塞泵加压打开管道上的单向阀进入增压补水箱，在增压补水箱中进一步加压达到稳定压力后柱塞泵不再向里供水，增压补水箱通过水管与恒压冲厕器相连并向冲厕器里供水，水管上接有两个压力继电器，按下冲厕器上的冲厕按钮，即可实现冲厕且冲厕水量由人按下按钮的时间决定，这提高了水的利用率。
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作品专业信息
设计、发明的目的和基本思路、创新点、技术关键和主要技术指标
- 设计目的：顺应社会主题健康、节能、减排，设计一种新型的健身仪，集健身，节水，发电，娱乐于一体， 创新点：1、将废水（洗衣服，洗漱，洗澡后）加压后存于增压补水箱中，接到冲厕器上用于冲厕，有压力的水冲厕更彻底更节水。 2、自动反馈控制，达到预定压力，柱塞泵自动停止加压送水，只发电健身；低于预定压力，柱塞泵自动加压送水。 3、将飞轮变速机构用于健身强度的调节更方便，采用棘轮机构，克服了普通健身自行车由于惯性倒转的缺陷，健身更安全。 技术关键和主要技术指标： 1、飞轮和变速机构的设计与安装 2、飞轮轴的设计与校核 3、辅助结构和附属零部件（支座，滚动轴承等）的设计与校核 4、电磁离合器的受力分析与型号选用（选用DDL10-1） 5、压力继电器型号选用（QPM-NO） 6、增压补水箱内最大水压的设定（0.9MPa，经过多次试验） 7、柱塞泵流量的设定（1L/min、输出压力1PMa） 8、发电机的选用，整流器的安装和自动反馈电路的设
科学性、先进性
- 1、经实践证明用有压力（增压补水箱提供）的水冲厕比现有的马桶（利用清水冲厕）节约大约50%的水量，而且冲洗更加彻底干净。 2、过程自动调节(通过压力继电器对电磁离合器进行控制，实现对柱塞泵工作的控制)，更人性化。 3、飞轮变速机构通过调节链传动的传动比可以对健身强度进行人为的调节，与现有健身自行车加大摩擦阻力式的调节相比更先进，而且棘轮机构可防惯性倒转健身更安全。 4、水平加长的内外车把和位置上下左右可调的车座适宜于不同身高的健身者，与一般健身自行车相比更舒适。
获奖情况及鉴定结果
- 科技作品获2011年潍坊学院学生研究训练计划（SRTP）立项，并提供经费支持
作品所处阶段
- 实物完善
技术转让方式
- 非专利技术转让
作品可展示的形式
- 实物、产品、图纸、图片、录像、现场演示
使用说明,技术特点和优势,适应范围,推广前景的技术性说明,市场分析,经济效益预测
- 使用说明：使用非常简单，安装完毕后，调节好车座人蹬动健身仪就可以健身了，因为我们主要的环节都是自动反馈控制的，无需人为的调节。在保养方面，隔一段时间向柱塞泵、链条和轴承处加润滑油即可。 适用范围及前景：本健身仪可以作为各种娱乐健身场所、办公大楼,小区、各种学校公寓、宿舍等的公共健身设施，也适宜于普通家庭健身，家庭可以用发的电带动低压电器，或者用于为电动车电瓶充电等，公共场所发出的电也有多种用途，如给手机、MP3/MP4充电等。此外它还可以用来教育子女，提高他们的节能意识，用于小区浇花及儿童玩水嬉戏等。 随着人们生活水平的提高，各个年龄段人群的肥胖率越来越高，儿童肥胖现象尤为突出，越来越多的人加入了健身的大军。本健身仪不仅节能环保，而且成本比普通健身自行车要低很多，同时还具有很大的趣味性及教育价值，一旦投入市场必将带来巨大的社会和经济效益。
同类课题研究水平概述
- 从国内外的总体情况来看，健身器材类似于传统的机械制造和轻工业器材其销售方式也很受限制，仅仅以单纯的利润为起点，并不能产生很大的口碑效应。健身器材价格也非常混乱，由于缺乏统一透明的价格体系，一些经营者增加了很多不必要的成本，他们又不得不把压力转嫁到消费者身上，因此，健身器材市场经历了一段混沌期。从某种意义上讲，健身行业最初的状况是卖方‘蒙’着卖，买方也是‘蒙’着买。而我们所开发的这一款健身仪价格与一辆自行车的价格相当。可以真正的达到全民健身。 现在健身自行车在任何一个健身房都可以看到，国内外健身自行车可以发电的也很多，而我们也充分借鉴了这一优点，充分利用了人健身过程中的消耗的能量，而我们健身仪特别的地方是利用了飞轮和棘轮的原理，可以对健身强度进行调节和安全防倒转，这种传动方式极大的提高了效率，提高了发电量，这是与普通的健身发电自行车的区别和优势所在。 现在尚没有把人健身动力用在节水方面，国内的水冲厕所普遍存在清水冲厕、用水量大、水量控制困难、设施老化损坏严重等问题，每天都有大量水资源白白流掉。一座冲水公厕的年耗水量动辄成千上万吨，一些大型冲水公厕的年耗水量甚至可达五六万吨以上，尤其是在我国很多城市里，一些冲水公厕无论有人使用与否都在定时冲水，做无用功，耗水量大也是绝大多数家用冲水马桶的特点。家用冲水马桶的耗水量最高可占到一些家庭日用水量的６０％左右。这个项目迎合了节水这一主题，我们通过三方面达到了节水的目的：一是我们利用的是平时我们用过的废水不是清水，二是我们的压力调节机构可以使冲厕用水量达到最优化，三是有压力的水，冲厕更彻底更省水。
