多功能趣味翻轉(zhuǎn)機(jī)設(shè)計說明書

1、江西省第四屆大學(xué)生機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計大賽暨第五屆全國大學(xué)生機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計大賽江西賽區(qū)預(yù)賽井岡山大學(xué)多功能趣味翻轉(zhuǎn)機(jī)設(shè)計說明書設(shè)計者:李海濤 何玉清余國平 張略鐘駿富指導(dǎo)老師：肖冠云 康志成江西吉安3430092012年4月摘要該產(chǎn)品由翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)和支架兩大部分構(gòu)成。翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)由滑軌和臥板組成，通過手腳并用 臥板可以在滑軌內(nèi)滑動，從而使翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的重心在滑軌方向上來回移動，從而實現(xiàn)整個翻 轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的翻轉(zhuǎn)。人體在空中做 360翻轉(zhuǎn)能有效地調(diào)節(jié)身體的血液循環(huán)，可以很好地解決 腦缺氧，本產(chǎn)品是白領(lǐng)等腦力勞動者的理想健身娛樂產(chǎn)品，在您放松身心的同時，讓你充 分的享受它帶來的刺激與歡樂。本產(chǎn)品是綠色訓(xùn)練器械，翻轉(zhuǎn)過程中不用

2、消耗電能。關(guān)鍵詞：多功能翻轉(zhuǎn)機(jī) 倒立 搖擺 健身休閑娛樂目錄摘要 I第一章 作品簡介 3第二章 產(chǎn)品設(shè)計方案 3第三章 工作原理及結(jié)構(gòu)圖 4第四章 理論設(shè)計計算 54.1 強度校核 54.2 部分工程圖 10第五章 材料與工藝流程 11第六章 作品主要創(chuàng)新點 11第七章 市場價值 12參考文獻(xiàn) 12第一章作品簡介現(xiàn)在市場上的運動器械從大眾場所到居家使用的運動器械，名目繁多，式樣千秋。據(jù) 調(diào)研和資料檢索，到目前為止，尚未在市場中見到小型的個體翻轉(zhuǎn)運動器械，只是在運動 場看到過二種翻轉(zhuǎn)運動器械，一種似長梯型，另一種是供人體翻轉(zhuǎn)運動的轉(zhuǎn)動圈。這兩種 翻轉(zhuǎn)運動器械都沒有安裝保護(hù)使用者的裝置，使用者的安

3、全得不到保障。再則，這兩種翻 轉(zhuǎn)運動器占用場地和空間大，不適宜在家、健身房等中使用。2012年第五屆全國機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計大賽江西預(yù)選賽以幸福生活一一今天和明天”為主題；內(nèi)容為：休閑娛樂機(jī)械和家庭用機(jī)械的設(shè)計和制作 ”。家庭用機(jī)械指 對家庭或宿舍內(nèi) 物品進(jìn)行清潔、整理、儲存和維護(hù)用機(jī)械”。休閑娛樂機(jī)械指 機(jī)械玩具或在家庭、校園、 社區(qū)內(nèi)設(shè)置的健康益智的生活、 娛樂機(jī)械”。參賽作品必須以機(jī)械設(shè)計為主，提倡采用先進(jìn) 理論和先進(jìn)技術(shù)，如機(jī)電一體化技術(shù)等。本作品根據(jù)本屆機(jī)械設(shè)計創(chuàng)新大賽的主旨而設(shè)計。多功能趣味翻轉(zhuǎn)機(jī)適用于青少年及 中老年人群，特別適合白領(lǐng)階層等腦力勞動者，對提高其身體和心理素質(zhì)有很大的幫助。

4、 另外，多功能趣味翻轉(zhuǎn)機(jī)對報考飛行員和軍校的學(xué)生平衡感訓(xùn)練有很大的幫助。每天只需 花幾十分鐘，您就可以享受倒立、翻轉(zhuǎn)、搖擺帶來的樂趣。我們的設(shè)計團(tuán)隊通過市場調(diào)查，了解到很多白領(lǐng)階層處于亞健康狀態(tài)的主要原因是： 用腦過度引起腦缺氧。從醫(yī)學(xué)健康專家那里得知，人體在空中做360。翻轉(zhuǎn)能調(diào)節(jié)身體的血液循環(huán)，可以很好地解決腦缺氧問題。于是，我們構(gòu)想了一種多功能趣味翻轉(zhuǎn)機(jī)。通過此次參賽，可以提高學(xué)生們的專業(yè)知識水平，增強他們的實踐動手能力和對機(jī)械 設(shè)計的愛好，同時還可以增強同學(xué)們的團(tuán)隊協(xié)作精神。注意：嚴(yán)重心臟病、腦血管病、腎炎、血液病等病人不宜使用。第二章產(chǎn)品設(shè)計方案設(shè)計方案：多功能趣味翻轉(zhuǎn)機(jī)主要是由 旋

5、轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、支撐機(jī)架、移動機(jī)構(gòu)所組成，如圖1.1所示。多功能趣味翻轉(zhuǎn)機(jī)1111旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)支撐機(jī)架1?移動機(jī)構(gòu)J）滾動軸承i與旋轉(zhuǎn)扶手丿固定機(jī)架、與輔助支撐桿丿移動光軸、與槽鋼導(dǎo)軌丿圖1.1方案圖第三章工作原理及結(jié)構(gòu)圖工作原理：人躺在靠墊上，腳蹬在踏桿上，手輔助用力，進(jìn)而使靠墊向上移動，導(dǎo)致 人、靠墊和滑軌的重心隨之移動，利用重心移動時產(chǎn)生的慣性力使其整體（人、靠墊和滑 軌）在支架上進(jìn)行翻轉(zhuǎn)、倒立和搖擺等動作。同時利用身體重心移動速度和手輔助用力大 小自動調(diào)節(jié)旋轉(zhuǎn)速度和位置停留。主要結(jié)構(gòu)：這款多功能趣味翻轉(zhuǎn)機(jī)是由支撐架、轉(zhuǎn)動裝置，滑動裝置、靠墊、踏桿和 安全帶組成。支撐架是由底座和支撐桿組成，轉(zhuǎn)動裝置

6、由轉(zhuǎn)軸、軸承和軸承座組成，轉(zhuǎn)軸 設(shè)置在翻轉(zhuǎn)板上，軸承和軸承座設(shè)置在 上支撐桿上，安全帶設(shè)置在翻轉(zhuǎn)板前面，在靠近左 右兩個軸承座上設(shè)置左右兩根扶手，靠板框下部設(shè)置有腳部固定架。產(chǎn)品結(jié)構(gòu)圖如圖3.1所示。扶手和轉(zhuǎn)軸由承和訥章座上薜桿的大園支握筋圖3.1產(chǎn)品結(jié)構(gòu)圖第四章 理論設(shè)計計算 4.1強度校核1、移動光軸強度校核移動光軸材料為無縫鋼管，材質(zhì)為 45號鋼制成，外徑20mm壁厚2.5mm屈服強度為?= 350?取安全系數(shù)為S=1.3,彈性模量E=210GPa,設(shè)計最大重量為150Kg。由 以上已知條件可得：簡化受力如圖 4.1所示。圖4.1 簡化受力圖(1) 計算最大承重載荷：光軸承受最大載荷 G

7、 mg 150 101500N ，則單根移動光軸承受的最大載荷F G 1500 750N2 2均布載荷q匸型 1071.43N mL 0.7(2) 計算光軸承受簡化支座受力：由載荷的對稱性可知：Fra Frb F 375N21剪力Fs(x) Fra qx圖和彎矩 Ms(x) FraX - qx2圖，如下圖4.2所示2圖4.2 彎矩圖D44.63464 1 03mm4(3) 最大彎曲正應(yīng)力max65.625max24.63464 10109141.6Mpa抗彎界面系數(shù)：W 亙 4.63464 104.63464 102mm3ymax10對Z軸的慣性矩：IZa464 1(4)校核承載強度M 291

8、7Mpa 141.3“ 檢測 1零件 1檢測1車、銑、鉆、磨等Li檢測、備料基本零件.圖5.1材料與工藝流程第六章作品主要創(chuàng)新點1. 整體機(jī)構(gòu)可分離，安裝和拆卸簡單。2. 工作原理巧妙：利用身體移動改變“翻轉(zhuǎn)體”（靠墊、人、導(dǎo)軌）的重心位置，實 現(xiàn)翻轉(zhuǎn)、倒立和搖擺等動作，并且能調(diào)節(jié)旋轉(zhuǎn)速度和停留角度。3. 結(jié)構(gòu)簡單，材料加工簡單，制造工時少。4. 操作和控制簡單，適應(yīng)人群廣泛。5. 使用者自身提供動力，不需其他動力，節(jié)能環(huán)保。第七章 市場價值醫(yī)學(xué)家曾高度評價倒立運動：倒立五分鐘，相當(dāng)于睡眠兩個小時。翻轉(zhuǎn)和倒立運動給 我們帶來了無價的健康與無限多的歡樂。可是，我們現(xiàn)在面對一個嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)目前市 場

9、上這類集翻轉(zhuǎn)、 倒立和搖擺的運動器材幾乎處于空白狀態(tài)。 如果您擁有這樣一款翻轉(zhuǎn)機(jī)， 無論是早晚，隨時都可以花上十幾分鐘進(jìn)行翻轉(zhuǎn)和倒立鍛煉。只要這十幾分鐘，它將徹底 解決因長時間直立所引起的各種疾病給您帶來的困擾，同時高效的為您緩解腦疲勞，快速 讓大腦放松并恢復(fù)清醒，減輕工作壓力產(chǎn)生的身體不適。更重要的是這款翻轉(zhuǎn)機(jī)的價格較同類的運動器材是相當(dāng)?shù)膶嵒荩屇欠N望價止步的情 況徹底消失，而它給予人們的健康和歡樂卻是無價的。這款多功能趣味翻轉(zhuǎn)機(jī)適合場所：家居生活、學(xué)校、健身房、公共健身場所以及一些 娛樂場所等等。適合使用人群：兒童。青少年及中年人群，特別適用于白領(lǐng)階層等腦力勞 動者，而且對提高學(xué)生的身體素質(zhì)有很大的幫助，特別是對考體育專業(yè)和飛行員或軍校的 學(xué)生來說，更加利于他們的控制身體的平衡能力， 提高身體和心理素質(zhì)。 擁有這一臺產(chǎn)品， 讓你更快的走向成功。參考文獻(xiàn)1 濮良貴，紀(jì)名剛 . 機(jī)械設(shè)計（第 7 版）. 北京：高等教育出版社， 20