家庭多功能健身器的設計【跑步機】
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塔里木大學 機械畢業(yè)設計機械12-2班：雷永亮 指導老師：廖結安 家庭多功能健身器前言塔里木大學 機械電氣化工程學院 隨著人們生活節(jié)奏的加快，工作壓力日益加大，身體所受的壓力也越來越大，增加體育鍛煉，改善身體機能，成為廣大上班族的迫切需求，但有限的生活空間，和有限的業(yè)余時間，使得運動健身變得困難，忙里抽閑來鍛煉身體成為一種奢求。在這種情況下，鑒于現(xiàn)有市場家庭健身器材的結構、功能單一、體積龐大等缺點，從而設計一款造型結構與人機的配合程度較好的家庭多功能健身器，在不影響安全、功能、外觀的前提下，充分節(jié)省占地空間，盡量達到工藝簡練、節(jié)約成本的目的，實現(xiàn)健身的大眾化、家庭化、多功能化，為消費者減少經(jīng)濟負擔,還能得到高品質(zhì)全面的鍛煉效果。整體示意圖塔里木大學 機械電氣化工程學院塔里木大學 機械電氣化工程學院運用Solidworks三維繪圖軟件進行實體運動仿真，結構設計，和可行性分析；運用用CAD軟件繪制出工程圖紙。通過計算，力學分析，在不影響安全、功能、外觀的前提下，盡量選用常用的機構，達到用材環(huán)保、工藝簡練、節(jié)約成本的目的。設計過程、目的與意義調(diào)研市場現(xiàn)有多功能跑步機的結構，分析優(yōu)缺點，結合運動者的健身需求，進行合理設計。結構功能設計塔里木大學 機械電氣化工程學院跑步機功能仰臥起坐功能扭腰盤功能俯臥撐功能啞鈴功能1.2.3.4.5.可折疊功能角度調(diào)節(jié)功能音樂運動功能6.7.8.電動機的選擇塔里木大學 機械電氣化工程學院電動機Z3-31型永磁直流電動機(跑步機專用)電壓220 VDC 輸出功率 2.2 KW 轉速3000r/min 傳動結構仿真塔里木大學 機械電氣化工程學院定傳動比勻速轉動機構。具有結構簡單，成本低廉，緩沖載荷的作用，運行平穩(wěn)，噪聲小。帶傳動帶的選擇選擇Z型普通V帶，具有較高的承載能力，較長的壽命，適用于載荷波動較大、工作條件嚴酷的場合。帶的張緊裝置塔里木大學 機械電氣化工程學院 帶傳動常用的張緊方法是調(diào)節(jié)中心距張緊，本跑步機中心距是可調(diào)的。原理：把裝有帶輪的電動機安裝在滑道上，并用螺釘調(diào)整或擺動電機底座，調(diào)整螺栓使底座轉動，即可達到張緊的目的。調(diào)速控制系統(tǒng)調(diào)速控制系統(tǒng)塔里木大學 機械電氣化工程學院調(diào)速機構設計調(diào)速機構設計 針對電動跑步機的脈沖式負載轉矩特性,以小功率直流電機驅動為例，利用PHILIPS P87LPC768 單片機開發(fā)了一種電動跑步機專用的數(shù)字式速度調(diào)節(jié)單元。該調(diào)速單元充分利用單片機的資源，采用 FUZZY-PID 算法，通過對 PID 參數(shù)的自動調(diào)整產(chǎn)生PWM 信號，實現(xiàn)對跑步機速度的控制。工業(yè)化試驗結果表明:該單元結構簡單，性價比高，能對電動跑步機的速度實現(xiàn)精確控制。調(diào)速原理塔里木大學 機械電氣化工程學院 調(diào)調(diào)速速單單元元在在硬硬件件結結構構上上主主要要由由整整流流電電路路、濾濾波波器器、斬斬波波電電路路、P87LPC768P87LPC768單單片片機機、控控制制及及驅驅動動電電路路連連接接構構成成，顯顯示示及及操操作作單單元元的的單單片片機機(通通常常采采用用 5151系系列列)作作為為上上位位機機，對對其其發(fā)發(fā)送送速速度度給給定定，如如上上圖圖所所示示。P87LPC768P87LPC768是是PHILIPSPHILIPS公公司司的的一一種種80C51 80C51 改改進進型型MPU MPU 11，具具有有128 128 bitbit的的 RAM,4kbRAM,4kb的的OTPOTP型型程程序序存存儲儲器器，4 4 路路 8 8 位位的的 A/A/D D 轉轉換換器器，4 4路路1010位位的的PWM PWM 輸輸出出。P87LPC768P87LPC768根根據(jù)據(jù)上上位位機機發(fā)發(fā)送送的的速速度度給給定定指指令令，利利用用其其 PWM PWM 口口，產(chǎn)產(chǎn)生生17kHz17kHz固固定定頻頻率率、占占空空比比可可變變的的PWMPWM信信號號，PWMPWM的的頻頻率率由由其其寄寄存存器器CNSW0CNSW0，CNSW1CNSW1中中的的值值決決定定，脈脈寬寬由由其其寄寄存存器器CP-SWCP-SW中中的的值值決決定定。該該信信號號經(jīng)經(jīng)光光隔隔、放放大大后后驅驅動動MOSMOS管管，對對整整流流電電壓壓進進行行直直流流斬斬波波，不不同同有有效效值值的的斬斬波波電電壓壓驅動直流電機，實現(xiàn)調(diào)速。驅動直流電機，實現(xiàn)調(diào)速。謝謝！
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