—— 機械畢業(yè)設計,機械12-2班：,,家庭多功能健身器,前言,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，為消費者減少經濟負擔,還能得到高品質全面的鍛煉效果。,整體示意圖,機械電氣化工程學院,,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,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,角度調節(jié)功能,音樂運動功能,6.,7.,8.,電動機的選擇,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,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,機械電氣化工程學院,帶傳動常用的張緊方法是調節(jié)中心距張緊，本跑步機中心距是可調的。,原理：,把裝有帶輪的電動機安裝在滑道上，并用螺釘調整或擺動電機底座，調整螺栓使底座轉動，即可達到張緊的目的。,調速控制系統(tǒng),機械電氣化工程學院,調速機構設計,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)字式速度調節(jié)單元。該調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)的自動調整產生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。,調速原理,機械電氣化工程學院,調速單元在硬件結構上主要由整流電路、濾波器、斬波電路、P87LPC768單片機、控制及驅動電路連接構成，顯示及操作單元的單片機(通常采用 51系列)作為上位機，對其發(fā)送速度給定，如上圖所示。P87LPC768是PHILIPS公司的一種80C51 改進型MPU[ 1]，具有128 bit的 RAM,4kb的OTP型程序存儲器，4 路 8 位的 A/ D 轉換器，4路10位的PWM 輸出。P87LPC768根據上位機發(fā)送的速度給定指令，利用其 PWM 口，產生17kHz固定頻率、占空比可變的PWM信號，PWM的頻率由其寄存器CNSW0，CNSW1中的值決定，脈寬由其寄存器CP-SW中的值決定。該信號經光隔、放大后驅動MOS管，對整流電壓進行直流斬波，不同有效值的斬波電壓驅動直流電機，實現(xiàn)調速。,謝謝！,