最新多功能跑步机的创新设计新
创新锻炼器材的设计理念
创新锻炼器材的设计理念创新锻炼器材的设计理念如今的社会节奏越来越快，人们的生活方式也发生了很大的改变。
久坐、缺乏运动成为许多人的共同现象。
为了满足人们日益增长的健康需求，创新锻炼器材的设计理念应该着重于以下几个方面：多功能、智能化、安全性和社交性。
多功能性是创新锻炼器材设计理念的重要组成部分。
人们希望一款器材能够满足多种不同锻炼需求，以提高锻炼效果和效率。
例如，一台跑步机不仅可以进行跑步，还可以调整为步行、登山甚至模拟爬楼梯的功能，适应不同群体的锻炼需求。
多功能的设计可以使人们更加方便地进行锻炼，并且能够满足不同人群的个性化需求。
智能化是创新锻炼器材设计理念的又一个重要方向。
随着科技的发展，现代人的生活中无处不在智能设备。
智能锻炼器材的出现为人们的锻炼带来了便利。
智能化的器材可以通过传感器和技术设备实时监测用户的心率、运动轨迹、消耗热量等数据，并根据用户的个人身体素质和目标提供个性化的运动方案和建议。
此外，智能化设计还可以利用虚拟现实技术创造一种身临其境的锻炼环境，增强用户的锻炼体验。
安全性是创新锻炼器材设计的重要考虑因素之一。
安全性设计要确保用户在使用器材时没有任何的危险隐患。
例如，在设计中应该考虑到用户的安全稳定性、避免器材滑动等问题。
同时，应该采用高质量和耐用的材料，确保器材的长期可用性，减少使用者因器材损坏而受伤的风险。
社交性是创新锻炼器材设计理念的又一重要方向。
很多人选择参加健身房的原因之一就是希望能够在锻炼中结识新的朋友或者与老朋友一起锻炼。
因此，创新的器材设计应该考虑到人们的社交需求。
可以通过在器材上增加互动功能、创造团队锻炼项目以及提供社交平台等方式来增强人们的锻炼体验和社交互动。
总之，创新锻炼器材的设计理念应该关注多功能性、智能化、安全性和社交性。
通过满足人们日益增长的健康需求，这样的创新锻炼器材可以帮助人们更加方便地进行锻炼，提高锻炼效果和效率，增强锻炼的乐趣和社交互动。
机械创新设计—多功能健身器(第十一组)
多功能健身器材学院：机电工程学院班级：机械09现代组别：第11组绪论跑步是目前国际流行并被医学界和体育界给予高度评价的有氧健身运动，是保持一个人身心健康最有效、最科学的健身方式，也越来越受到大家喜爱。
户外长跑曾经是大众最喜闻乐见的运动形式，沿着林荫道呼吸着早晨清新的空气，听着枝头的鸟鸣，既能愉悦身心，又可锻炼体魄。
只是随着都市的大气变得污浊，运动方式，表面上看起来似乎能消耗更多的能量，但其造成的运动伤害也要比在大自然中跑步高出数倍。
据北医三院运动医学专家林共周博士解释：在马路上跑步，每跑1000米，每只脚就得撞击地面约1000次左右。
而在传统跑步机上跑步，人体除自身重量产生的震荡外，脚踝、膝部和臀部的肌肉，特别是肌腱，还要额外承担向后的扭力来确保跑带向后运动。
由于扭力过度集中在韧带、关节等几个关键受力部位，更容易使受力部位肌腱组织产生慢性疲劳，造成损伤。
很多传统跑步机使用者，发现自己越是认真锻炼，腿部就越跑越粗，关节也越练越没有力气。
传统跑步机并不适合患有脊椎软骨突出、膝关节炎、踝关节扭伤、骨肌腱炎、以及足底筋膜炎的人，因为长期的跑步可能会加重慢性扭伤的情形或加速膝关节的老化。
电动跑步机是健身房及家庭较高档的器材，这种跑步机能减轻传统训练对关节的冲击，避免运动受伤，比自然跑步有明显的优势。
跑步时后脚跟先着地，顺着跑带方向运动。
手脚模仿跑步的动作，前后挥动，从而使全身肌肉得到均衡的锻炼。
由于跑带的运动方向与脚步移动的方向一致，韧带部位的扭力就抵消了，机使用。
设计任务书设计任务书设计要求本次设计的任务是根据跑步者需要进行不同速度的跑步运动。
并能实现多项健身运动。
根据上述条件绘制黑箱如图2-1。
黑箱电动 跑步机静止运动者 动力源信号跑动运动员 信号图1-1黑箱三、总功能分析本设计的工艺路线即从系统接到开始信号，驱动动力源，动力源通过传动系统把运动和动力传递给执行机构.根据以上过程绘制工艺路线图，如图2-2。
基于TRIZ理论的多功能跑步机创新设计
技术与实践152 / INDUSTRIAL DESIGN 工业设计基于TRIZ 理论的多功能跑步机创新设计INNOVATIVE DESIGN OF MULTI-FUNCTIONAL TREADMILLS BASED ON TRIZ THEORY四川轻化工大学机械工程学院 李夏（通讯作者） 胡光忠 1 TRIZ 创新理论TRIZ 创新理论是由前苏联学者阿奇舒勒在分析总结了近250万件发明专利的基础上，不断探索、提炼、总结，并综合多个学科领域之后提出的一种解决发明创造问题的理论[4,5]。
与传统的创新原理不同，TRIZ 理论成功揭示了发明创造的内在规律何原理，将产品设计抽象为技术系统，并将问题用TRIZ 语言进行标准化的定义和分析，再依托发明问题的内在规律指导设计师系统的、高效的、有针对性的完成创新设计，大大缩短了研发周期，在机械设计、产品设计、产品评估、管理创新等领域具有广泛的应用价值[6,7]。
一般地，TRIZ 解决问题的过程可分为3个步骤：(1)将待解决的问题转换为TRIZ 中的某种通用问题模型；(2)利用TRIZ中相应的中间工具；(3)得到TRIZ 解决方案。
2理想解分析理想解（IFR ，Ideal Final Result ）表示在不存在物理实体，不消耗资源和能量却能够实现理论上产品可以达到的理想状态[8]。
对于理想解的分析包括6个步骤：(1)设计的最终目的是什么？(2)明确IFR 是什么？(3)实现IFR 的障碍是什么？(4)出现这种障碍的结果是什么？(5)不出现这种障碍的结果是什么？(6)明确创造这些条件的可用资源是什么[9,10]？就跑步机而言，其IFR 的相关分析如表1所示。
3 TRIZ 问题求解过程3.1跑步机的问题模型TRIZ 的问题模型是从“功能”角度来分析系统的各个组件执行和完成功能的情况。
其目的是优化技术系统功能结构并减少实随着我国经济的快速发展和人民生活水平的日益提高，人们对于体育锻炼的观念逐渐改变，全民健身、国民体质等相关问题越来越多的引起人们的关注。
多功能跑步机的创新设计毕业设计
多功能跑步机的创新设计毕业设计标题：多功能跑步机的创新设计：改善运动体验和提升健康效益摘要：本篇论文旨在设计一款多功能跑步机，以改善用户的运动体验和提升健康效益。
通过分析现有跑步机的局限性，本设计方案将结合智能科技和人性化设计，提供个性化运动模式、可视化数据反馈和整体健康管理等功能，以满足用户的多样化需求。
1.引言跑步机作为一个广受欢迎的健身设备，已经成为大多数家庭和健身房的必备之物。
然而，传统跑步机在运动模式、数据反馈和健康管理等方面存在一定的局限性。
因此，通过创新设计，打造一款多功能跑步机十分具有实践意义和市场潜力。
2.设计目标本设计方案旨在满足用户的个性化需求，改善运动体验和推进健康管理。
具体地说，设计目标包括：(1)提供多样化的运动模式，满足不同用户的运动需求。
(2)实时、可视化的数据反馈，让用户更直观地了解运动状态。
(3)融合智能科技，实现整体健康管理和指导。
3.设计方案(1)多样化的运动模式设计方案将提供多种运动模式，包括自由跑、持续跑、间歇跑等，用户可以根据自己的喜好选择适合自己的运动方式。
此外，还可以根据用户的身体状况和目标制定个性化的运动计划。
(2)实时、可视化的数据反馈利用传感器和智能科技，跑步机将能够实时监测用户的心率、跑步速度、距离和消耗的卡路里等数据，并将其以可视化的方式展示在跑步机上的显示屏上。
用户可以直观地了解自己的运动状态，以便进行调整和补充。
(3)整体健康管理和指导跑步机将连接到智能手机或电脑等设备上，通过手机应用或软件，用户可以记录自己的运动数据、计划和目标，并进行整体健康管理。
系统会根据用户的数据和目标，提供个性化的健康指导和建议。
4.创新亮点(1)个性化的运动模式和整体健康管理，满足用户的多样化需求。
(2)实时、可视化的数据反馈，提升用户的运动体验和动力。
(3)利用智能科技，实现智能化、便捷化和科学化的跑步机使用体验。
5.结论本设计方案通过创新设计，提出了一款多功能的跑步机，以改善用户的运动体验和提升健康效益。
多功能自动跑步机设计毕业设计(论文)
毕业设计(论文)多功能自动跑步机设计DESIGN OF MULTIFUNCTIONAL AUTOMATIC RUNNING MACHINE学生姓名 班 级学院名称 机电工程学院专业名称 机械设计制造及其自动化指导教师2013年 5 月 22日图书分类号： 密 级：徐州工程学院学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。
除文中已经注明引用或参考的内容外，本论文不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品或成果。
对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标注。
本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。
论文作者签名：日期：年月日徐州工程学院学位论文版权协议书本人完全了解徐州工程学院关于收集、保存、使用学位论文的规定，即：本校学生在学习期间所完成的学位论文的知识产权归徐州工程学院所拥有。
徐州工程学院有权保留并向国家有关部门或机构送交学位论文的纸本复印件和电子文档拷贝，允许论文被查阅和借阅。
徐州工程学院可以公布学位论文的全部或部分内容，可以将本学位论文的全部或部分内容提交至各类数据库进行发布和检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。
论文作者签名：导师签名：日期：年月日日期：年月日摘要跑步机是家庭及健身房常备的器材，是当今家庭健身器材中最简单的一种，是家庭健身器的最佳选择。
未来跑步机市场将会普及并以人性化为主，所以跑步机行业的研究设计和开发拥有较好前景。
本课题是首先调查和总结市场上现有的跑步机的优缺点，然后完成多功能跑步机的设计。
设计包括支架，基架，滚筒，跑步板，跑步带等，设计的多功能跑步机具有便于搬运、结构简介、外观美观、设计人性化等特点。
除跑步功能外，还有美腰、扭腰、仰卧起坐等健身方式供用户选择。
除此之外还介绍了跑步机的正确使用方法和保养方法，强调了使用跑步机时的安全问题，这对于以人性化发展为主的多功能跑步机来说是非常重要的。
多功能电动跑步机 文献综述
学校代码：11517学号：HENAN INSTITUTE OF ENGINEERING 文献综述题目多功能电动跑步机的设计学生姓名专业班级学号系（部）机械工程学院指导教师(职称)完成时间 2014年 2 月 25日多功能电动跑步机的设计摘要：跑步机的基本功能是构建一条运动的跑道（跑步带），跑带的运动方向与运动者的跑动方向相反，但速度必须自动保持一致，这样就使得运动者能够在原地进行跑步锻炼了。
关键词：跑步机 PWM调速设计传动提高研究研究背景研究伴随着社会的发展，科技的进步，人们的生活水平随之提高，人们对健康的生活质量要求越来越高！在当前的社会环境下，如何有效的提高生活质量至关重要。
现在，社会的发展忽略环境的保护，追求GDP的增长，室外的环境已严重不适合人们进行身体锻炼，汽车的普及，道路上车流如织，汽车尾气的排放、噪声的污染、交通事故的频繁发生。
诸多原因，造成室外的环境锻炼已不适合于人们，有效的进行室内锻炼成为人们提高身体健康、锻炼的必然趋势。
而多功能跑步机是当今家庭健身器材中最简单的一种，是家庭健身器的最佳选择，不受外界天气、空气污染、噪声污染，在室内进行有氧运动，随时随地，方便高效。
跑步机的设计上有减震功能，对脚踝和膝部反冲击有减弱作用，减轻在锻炼时对我们身体的副作用！跑步机上有里程、时间、速度显示，可更好的控制运动频率和运动强度，有的跑步机上还有电视显示屏、MP3、心率和热量消耗统计，这些能让使用者更好的把握运动量，让运动者更好的更高效的更科学的进行锻炼。
因此，电动跑步机设计是时代和人民生活水平发展进步所需，非常具有现实意义。
有力的推进全民健身，拉动体育消费，有效地带动了体育产业的长足发展，对提升中国体育用品公众认知度具有深远意义，对包括电动跑步机在内的体育用品业的发展，对促进体育用品业行业的整体提升，构筑规模效益，进入全球市场，都将提供一个大舞台。
研究现状国内现状国内智能跑步机，在软件结构里面，虽然说有所摄入，但是投入还是远远不够，只要推广以下几个方向，轻便、小巧、操作方便，更具有散步、快走、跑步、扭腰、压腿、按摩等多种运动功能，能够满足使用者全家的健康需求，让人变得更加健康。
健身器材的创新设计
健身器材的创新设计一、市场分析目前市面上的家庭健身器材大数是传统的力量训练器材，比如哑铃、杠铃等等。
这些器材虽然功能强大，但占用空间大，使用起来也比较麻烦。
而且，这些器材一般需手动调整重量和强度，对于学者来说不太友好。
另外，市面上也有一些智能化的家庭健身器材，比如智能跑步机、智能健身等等。
这些器材可以通过手机APP进行控制，可以记录用的运动数据，也可以进行虚拟运动课程的指导。
不过，这些器材的价格比传统器材贵，而且功能也比较单一。
因，设计一款既具有传统器材的功能，又具有智能化的特点，价格适中的家庭健身器材，将会有很大的市场需求。
二、设计方案1.外观设计家庭健身器材的外观设计需简单大方，符合现代的审美。
同时，为了节省空间，可以设计成可折叠的结构，方便收纳。
2.功能设计本设计方案主包括三个功能模块：有氧运动、力量训练和智能化控制。
（1）有氧运动有氧运动是们进行健身的一个重环节。
因，本设计方案将加入有氧运动模块。
这个模块将包括跑步机、动感单等器材，可以满足们进行有氧运动的需求。
（2）力量训练力量训练是健身的另一个重环节。
本设计方案将加入功能力量训练器材，可以满足们进行种力量训练的需求。
同时，为了方便学者，本设计方案将加入自动调节重量和强度的功能，让学者也能够轻松进行力量训练。
（3）智能化控制本设计方案将加入智能化控制模块，用可以通过手机APP进行控制。
用可以选择不同的运动模式、强度和时间，还可以记录运动数据，进行运动计划的制定和跟踪。
三、创新点1.功能性本设计方案将有氧运动和力量训练两个模块进行了结合，可以满足不同群的健身需求。
同时，为了方便用，还加入了自动调节重量和强度的功能。
2.智能化本设计方案加入了智能化控制模块，用可以通过手机APP进行控制。
用可以选择不同的运动模式、强度和时间，还可以记录运动数据，进行运动计划的制定和跟踪。
3.可折叠本设计方案的家庭健身器材可以设计成可折叠的结构，方便用收纳，节省空间。
多功能家用跑步机设计__毕业设计论文 精品
本科毕业设计论文题目：多功能家用跑步机设计毕业 任务书 一、题目多功能家用跑步机二、指导思想和目的要求按照毕业设计大纲的要求，通过这次毕业设计实践，让学生综合运用大学期间学习和掌握的专业知识，理论联系实际，完成最终产品设计和毕业论文的写作，提高综合实践能力，为走向社会和步入工作岗位打下更加坚实的基础。
本次毕业设计要求在在充分调研的基础上，按照项目来源单位的要求，确定多功能家庭跑步机概念设计的总体设计定位、使用人群及其特点和需求，并综合考虑文化、社会心理、市场等相关因素，以此为基础完成相应的造型设计，在设计过程中，要求充分运用所学的调研、手绘、效果图、计算机辅助工业设计、人机工程、色彩学等多方面的专业知识和技能，设计规定五种产品的形态、色彩、材质并分析其人机性能，在满足功能的前提下突显产品的创新性、文化性、和独特设计特点和设计目标，同时要求在设计中进一步培养理论联系实际、解决设计问题的能力，通过系统分析和论述完成毕业设计论文，提高写作水平。
具体要求如下：针对目标展开调研，了解相关需求概况，确定设计方向，为具体设计奠定基础；在完成创意草图的基础上，通过讨论，选出最佳方案进行优化，同时对其进行定位分析、功能需求分析、人机分析以及具体的形态、色彩和材质等方面的设计；通过翻译和论文写作，提高翻译和科技论文写作水平。
将所学知识技能充分运用到本次设计中，理论联系实际，达到综合能力提高的目的；随时与指导老师取得联系，把握进度，做好毕业设计；多与同学交流，探讨，发挥组织团队精神。
三、主要技术指标设计论文1、完成英文资料翻译一份。
要求文字通畅，思想内容表达清晰；2、完成设计调研报告一份,要求切合实际，图文并茂，数据确切；3、完成开题报告一份,要求内容详实，层次清晰；4、完成毕业设计论文一份，要求格式符合科技论文要求，符合工业设计专业特点；5、完成家用跑步机的外观设计具体产品概念设计草图30张，从中选出最优方案。
6、完成设计效果图、建模1份，要求符合产品设计要求；7、完成毕业设计PPT演示文档一份；8、完成两块展板设计。
新型跑步机的设计
电机 能够 通过 它 的的强 韧性 ，保 持 同步 的速 度 。抗冲 击 载荷 能力 强，使 人感 觉如 在平 地
上跑步 一样 。
３主 要传 动机 构的 设计 ． 跑 步 机 的传 动 类 型 选 择 带传 动 ， 带传 动属 于 定传 动 比匀速传 动机 构 。带传 动 的优 点决定 了我 们 的选择 ，它 结构 简单 ，成 本低 廉 ，能够很 好 的缓和 载荷 冲击 ，运 行平 稳 ， 无噪 声 ，并且 过载 时会 引起 皮带在 带轮 上打 滑 ，因而 可 以有效 的 防止其 他零件 的损 坏 ， 拥有 过载 保护 的作用 。 ３ １轴承 的选 择与 计算 ．
在 此 跑 步机 设 计 标准 为 １ ０ 斤 ， 因此 ０公 选择 Ｚ Ｔ ２ Ｎ Ｍ ） 永磁 直流 电动机 。 Ｙ ４ （Ｅ Ａ 型 ４ ２人 机交 互模 块 ． 单气 压棒 折叠 更为沉 重 ，一般 成年 女性 很难 折收 。另 外移 动轮 的设计 ，使 移动 更轻 松 。 为 了增加 设 备使用 的 人性 化 ，使 使 用 液压 折 叠的工 作原 理 图如图３ 示 。 所 更加 直观 ，设 计 了单片机 作 为主控 制控 制 单 工作 原 理为 ： 元 ，并设 计 了触摸 屏 ，通过 采用 单片 机直 接 通 过伺 服 电机带动 双 向齿轮 泵转 动 ，控 控 制 一 个 液 晶触 摸 显 示 屏 。通 过 预 先 的 编 制其输 出流 量与 转 向。当 电机 正转时 ，双 向 程 ，确 定各个 界 面上 每个选 项 的有 效触摸 范 齿轮 泵 向上供油 ，液 压油 进入双 向作 用液 压 围 ，在 使用 过程 中 ，每一 次触 摸 显示屏 ，在 方 方 缸 的上部 腔体 ，推动 双 向作用 驱动缸 的活塞 显示 屏上会 加上 一个 Ｘ 向和Ｙ 向的扫 描 电 下行 ，连 接在 活塞 下端 的下活 塞杆 推动 控制 压 ，以确 定触摸 的 范 围，根据 之 前对 单片机 阀 的阀芯 下行 ， 回油 流入 到油 箱 。当双 向齿 的编程 设置 ，识 别所 触摸 范 围所属 的功 能 ， 轮泵 向下 供油 时 ，液压油 进入 双 向作用 液压 进而 单片 机根据 所识 别 内容 ， 向相应 的模块
新型跑步机的设计
新型跑步机的设计【摘要】本文对跑步机传动机构，外型结构等各部分机械结构进行设计；选择更加适合的电机，由PWM调速电源直接对电机调速，电机通过多楔带带动跑步机前轴，从而带动跑步带的运动；为跑步机增加人机交互、液压折叠等多功能设计，使人们可以以多种方式锻炼身体并且节省生活空间，满足多方面生活需要。
【关键词】跑步机；人机交互；电机调速1.引言结合日益发展的计算机和通信技术，嵌入式系统在家用电器上的应用越来越广泛，家用跑步机作为传统的健身设备已不陌生，通过对传统的跑步机进行改造，使其在功能上更加完善，使用更加方便。
通过分析现有跑步机[1]的功能和特点，设计了各部分机械结构，如传动机构，外形结构等；电机的选择以及各部分标准零件的选择。
同时也研究了跑步机的一些附加功能，使跑步机的健身功能更加完善，拥有更全面的健身方式和锻炼功能，以达到更全面的健身效果。
2.整体结构的设计家用跑步机主要由基架、支架、跑步版、扶手、电动机、可调电源、跑步带、折叠机构及仪表控制盘等组成。
主要完成对跑步机主要机械部件的设计以及控制部分的设计。
3.主要传动机构的设计跑步机的传动类型选择带传动，带传动属于定传动比匀速传动机构。
带传动的优点决定了我们的选择，它结构简单，成本低廉，能够很好的缓和载荷冲击，运行平稳，无噪声，并且过载时会引起皮带在带轮上打滑，因而可以有效的防止其他零件的损坏，拥有过载保护的作用。
3.1 轴承的选择与计算深沟球轴承主要用于承受径向载荷，除可受径向负载以外还可以承受两个方向的轴向载荷，摩擦力矩小，摩擦系数小，振动与噪声也较低，极限转速高，精度高，最适用于要求高速旋转，低噪音，低震动的场合。
因为滚筒上的轴承主要承受的就是径向载荷，基于深沟球轴承的各种优点和我们设计的需要，选用深沟球轴承。
轴承类型：深沟球轴承，轴承代号：63013.2 轴结构的设计由于心轴工作时只承受弯矩而不承受扭矩，所以在应用上时，应取T=0。
由于是固定心轴，考虑启动，停止等影响，弯矩在轴截面上所引起的应力可视为脉动循环变应力。
基于虚拟现实技术的多功能跑步机系统的研究与设计
基于虚拟现实技术的多功能跑步机系统的研究与设计
王永强
【期刊名称】《科技信息》
【年(卷),期】2010(000)005
【摘要】虚拟现实技术在健身运动中的应用不仅可以提高健身者的健身效果,还可以使人们隶身体验"科技奥运"活动所带来的乐趣.本文结合自己的工作,介绍了虚拟现实技术与健身体育器械结合的现状和使用的关键技术,并研究设计了基于虚拟现实技术的跑步机系统,可以得出结论,VR技术必将改变人们的健身方式,在与体育技术结合的过程中必将发挥越来越重要的作用.最后对虚拟现实技术在体育训练中的应用前景进行了讨论.
【总页数】2页(P449-450)
【作者】王永强
【作者单位】兰州大学信息科学与工程学院,甘肃,兰州,730000
【正文语种】中文
【相关文献】
1.基于人机工程学的家用多功能跑步机优化设计 [J], 刘玉德;侯亚茹;宋贝贝
2.基于虚拟现实技术的多功能肌电假肢控制系统开发平台 [J], 余龙;吴禄慎;张志勇;李光林
3.基于虚拟现实技术的变电站检修系统研究与设计 [J], 唐小惠;杨涛
4.基于TRIZ理论的多功能跑步机创新设计 [J], 李夏; 胡光忠
5.基于UG的多功能跑步机结构设计 [J], 王智森;倪惠发
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基于TRIZ理论的多功能跑步机创新设计
基于TRIZ理论的多功能跑步机创新设计作者：李夏胡光忠来源：《工业设计》2019年第02期摘要：针对目前跑步机普遍存在的占用空间大、功能单一、节能效率低等问题，设计一种新型多功能智能跑步机。
基于TRIZ理论中将该问题转换为技术矛盾问题，建立跑步机功能组件模型，采用矛盾矩阵工具获取优先推荐创新设计原理，并结合实际选择最佳原理解决设计中的问题。
通过TRIZ理论设计的跑步机具有可收纳折叠，造型美观，节能效果明显，功能完善，智能化、信息化程度高等特点。
相比传统的产品设计方法，TRIZ创新理论提高了设计效率，缩短了开发周期，在产品创新设计等领域具有重要的指导意义。
关键词：TRIZ;跑步机;技术矛盾;矛盾矩阵中国分类号：TB472 文献标识码：A文章编码：1672-7053（2019）02-0152-02随着我国经济的快速发展和人民生活水平的日益提高，人们对于体育锻炼的观念逐渐改变，全民健身、国民体质等相关问题越来越多的引起人们的关注。
与此同时，人民健身方式也从传统的自发性无器械健身，逐渐向器械健身方式转变。
由于我国大部分地区空气污染严重，雾霾天气下长期在室外进行体育锻炼会影响心肺功能，极易诱发支气管炎、哮喘等心血管疾病，对人体健康是极大的威胁。
除此之外，天气状况、路面状况、车辆行人等因素也制约着人们的室外运动。
因此跑步机作为一种科学、安全的室内健身器械越来越受到欢迎。
而且跑步机还能及时向健身者反馈身体状况，提高了安全性[1，2]。
目前国内厂家生产了大量形式各样、具有各种功能的跑步机，虽然获得了市场的好评，但是仍然存在一些问题亟待解决[3]：（1）体积较大，占用大量空间;（2）功能单一，智能化、信息化程度不高;（3）节能效率不高。
因此，如何在跑步机现有发展状况的基础上，通过创新设计寻求改变，提高跑步机的适用性、提升跑步机的智能化、信息化程度具有重要意义。
1 TRIZ创新理论TRIZ创新理论是由前苏联学者阿奇舒勒在分析总结了近250万件发明专利的基础上，不断探索、提炼、总结，并综合多个学科领域之后提出的一种解决发明创造问题的理论[4，5]。
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多功能跑步机的创新设计新题目多功能跑步机的创新设计目录谢辞 (17)多功能跑步机的创新设计摘要摘要：本设计是对基于电机动力及电子辅助装置的现代跑步机的机械性能的多功能设计，在原有跑步机功能基础之上通过机械结构的创新改进以求得更多的运动功能和运动体验，并基于此前提下通过优化设计尽力降低其成本价格，并努力缩小其使用及存放空间，在提高其运动价值基础之上使其体现出更大的市场价值，更多的为消费者所接受。
为未来城市工薪阶层健身运动开辟出一条新的道路。
关键词：跑步机;多功能;机械1.引言1.1跑步机使用局限问题当前跑步机主流发展方向即向舒适性，多功能性方向发展，其电子附属设备方面发展更新较快，但在其机械装置更新方面稍有欠缺，当前跑步机的运动功能仅限于跑步等少数几项运动功能，在当下人们生活节奏越来越快的情况下，利用尽量少的时间、空间及资金获得尽量多的运动体验，拓宽跑步机的运动种类非常有必要，而单一的跑步机本身已经占据一定的实际空间，其当下市场价格已经不菲，在相当高的价格及空间使用率之下仅能满足跑步运动功能，对于消费者其他运动需求，譬如上肢运动则要借助于其他运动设施。
整个空间及消费需求就会大大增加。
不利于此一类家用运动器械的推广和发展。
1.2 选题目的和意义本次设计选择多功能跑步机的创新设计，其主要考虑方面是跑步机依托于机械装置的设计获得更多的运动功能，拓宽其市场消费前景。
通过基本的支架，连杆等机械机构，借助于当下市场跑步机原型加以改进，使其获得更多的运动功能。
增加自行车辅助骑行功能，垂直攀爬功能和O型云梯运动功能，可以在原有空间及少量二次资金的投入情况下体验在室内有限空间下自行车骑行体验、垂直梯子攀爬体验、云梯攀行体验，由原来仅能获得的下肢锻炼转变为全身型锻炼。
通过机械部分的改进，设计加入部分杆连接，增加更多运动功能，其本身不会大幅增加其成本，但其运动效果会大幅度增强。
使得普通消费大众在没有充足时间及资金的情况下在家中或其他有限空间内进行有效的全面健身。
不论是从经济消费方面，即市场前景方面，还是以人为本，从提高人们的生活质量，改善人们的运动条件方面考虑都具有一定的实际意义。
1.3国内外的研究现状和发展趋势在当下人们生活节奏越来越快，特别是生活在城市当中的人们，其工作压力日益加大，身体所承受的压力和破坏也日益增大。
增加体育锻炼，改善身体机能，成为广大上班族的迫切需求，但有限的生活空间，有限的自由支配时间和资金，导致体育健身变得困难重重。
在这种情况下，占用空间小，运动效果良好的跑步机等室内运动健身器械得以长足发展。
特别是跑步机，以其占用空间小，模拟跑步运动功能良好受到消费者的青睐并在近十几年得到了极大地发展，由原来的健身房逐步走进了千家万户。
当下跑步机的发展趋势主要是提高其跑步舒适体验，相关研发人员在不同跑步模式、跑步过程中下肢受力情况不同从而导致的不同跑步体验、感受方面大做文章。
在增加跑步机的运动功能种类方面却鲜有涉足和建树。
通过对机械方面的设计创新，增加运动种类，相信会在未来跑步机的发展中开辟出新的方向和道路。
2 辅助自行车工作原理及功能2.1 辅助自行车工作原理当前室内体育运动器械当众有模拟自行车骑行健身的体育器材。
如图所示，本设计即集成自行车功能在跑步机上，使用普通自行车与普通跑步机相结合即可达到专业运动设备的运动效果。
在普通跑步机的基础之上加装自行车扶手，适当加长跑步机的带长，一方面便于降低骑行难度，另一方面增加部分安全措施，保证骑行安全，基本原理图如下图所示在普通跑步机的扶手基础之上加长，加装一个滑槽，对普通自行车加以改造之后令其车把可以再滑槽内小距离滑动，使其产生小范围的车速人工变动及其微量的角度变动，提高骑行的舒适感及其安全度，一般认为在跑步机上骑自行车稳定性不足，并且骑行空间有限，在改进型的跑步机里通过加装部分安全装置以提高其安全性能，在此技术之上通过稍加训练便可以实现原地骑行自行车的运动效果2.2 辅助自行车实际使用功能借助部分辅助设备，即前文提到的滑槽装置，在PRO/E 图示中有所交代，提高自行车在跑步机上运行的稳定行能。
以此为基础，就可以实现跑步机的一机多用功能，不仅可以跑步，还可以骑行，在其前部的的显示器中可以假装普通视频显示软件，在使用跑步功能或自行车功能时播放道路运行的模拟软件，提高跑步体验。
具体设计思路及设计方法在本次设计当中暂不涉及。
可在其他相关电子视频设备创新设计当中查询相关资料。
在加装自行车功能时，一方面要对普通跑步机加以改进，另一方面也要对使用的自行车进行适当的调整，一方面要降低车把转向的灵活度，避免在有限的跑步机跑带范围内在运行过程中冲出机器，出现安全事故。
另一方面调整车把，一方面要令其能够接触到两侧的跑步机滑槽，另一方面要使车把能够在滑槽内轻松滑动，使其能够实现小范围人工调速的功能，在自行车车速稍低于或高于跑步机的速度时，可以保证自行车的正常运行。
3 攀爬功能设计3.1 攀爬功能的机械原理在当下的城市运动当中，攀岩运动非常盛行，这类运动一方面锻炼人体的全身肌肉，另一方面可以提高人体的协调能力，因在城市当中很难体验现实生活当中的攀岩运动，室内攀岩运动应运而生，但室内攀岩设备也需要相当的设备及保护措施，其装备成本也是非常的高昂，巨大的应用场地使得人们只有在专业的体育运动场馆才能进行攀岩活动。
为突破这一限制，本次设计涉及到此类运动方式，以下即为其设计原理及其使用方式。
首先介绍各部分传动元件：1；跑步带，此带为非机械类常用元件，是与圆齿齿轮相配合使用的元件，模仿体育运动器械当中的O型云梯，在此带状元件传动当中可以模拟O型云梯的使用过程，可以在原地进行上肢肌肉的锻炼而不需要占据太大的空间。
2：与攀爬带配合使用的齿轮不采用常规的渐开线齿轮，而是采用圆齿齿轮与相应的攀爬带配合。
3；通过常规的渐开线齿轮将跑步机电机与攀爬带进行连接，一方面渐开线齿轮具有较多的优点，非常适用于动力传动，另一方面使用常用的标准类元件不仅可以在批量生产当中减低成本，和可以借助其互换优势在维修过程中降低成本及难度。
本次设计的涉及设备为民用设备，对传动的精确度及运行环境要求不高，为进一步节约成本，此处使用标准直齿渐开线圆柱齿轮，并不采用斜齿圆柱齿轮。
4；在PRO/E原理图中提到的最大的一个圆盘状元件即电机保护盒及攀爬齿轮支撑架，为缩小机构体积，降低生产复杂程度，节约成本，本处将两种功能合并在一个元件当中，此处电机保护盒及攀爬齿轮支撑架的内部结构涉及理论力学及材料力学的内容，本次设计暂时不涉及这些领域的内容。
默认支撑架内部结构已经设计完毕并符合使用要求。
5；支架，这是跑步机创新结构里最大的一个元件，它起到的首要作用既是支撑作用，在跑步机执行攀爬功能时起到支撑整体及攀爬带的作用，在其版面上有一个Y形的滑槽，在攀爬功能当中，使用到的是竖直部分的滑道，将整个跑步机的电机及跑步带整体结构沿滑槽整个竖直拉起，连带的攀爬传动装置及攀爬带也被竖直拉起来，将攀爬带的底部与Y型支架底部的下支撑轮相连接并啮合，起到定位并导向的作用。
在攀爬设计功能当中有一些小型的辅助设计，譬如竖直挂起后的锁紧装置，及电路安排等亦不在本次设计当中涉及，其锁紧装置要求机械锁紧，必须有可靠地安全性能，防止运动过程中因震动导致跑步机体的整体滑落，造成人体伤害。
电路的设计要求一方面要保证安全，不能出现线路的大范围密集设计，防止因运行过程中散热难造成火灾，另一方面线路不能影响到跑步机体的竖直滑起落下路程。
6；攀爬带下支撑轮，在支架当中已经提及攀爬带的下支撑轮，此处的支撑轮也是采用圆齿齿轮，用于与攀爬带的啮合，起到对攀爬带导向及支撑作用。
具体设计时考虑到两个方面的问题，一方面此轮的大小要合适，要适应攀爬过程中人体的攀爬使用宽度，符合人机工程学的要求，另一方面在不使用攀爬功能而仅使用跑步功能时，不能对正常跑步的人体发生干涉，影响跑步过程。
而且次轮的装卸要方便，便于在攀爬带立起时其下端与支撑轮顺利结合。
本次设计考虑到攀爬功能的设计，因此所设计的支撑架的高度比较大，与人体的高度相结合再加以考虑，在竖直方向要比普通跑步机要占用更多的空间，但是在实际生活当中垂直方向的空间利用率并不高，适当增加占用率并不会造成太大的影响。
由于加入了攀爬功能，对电机的功率要求会更高一些，在必须要考虑的机械效率等问题之外设备必须要承担起人的运动载荷，此外相联系的各部分支撑件和传动件也要能够承受其工作载荷，关于元件机构的受力计算涉及机械工程材料、理论力学和材料力学的内容，不涉及本次设计的范围，可以再其他方面查找相关资料。
4. O型云梯功能设计O型云梯是一种常见的户外运动器械，其结构非常的简单，有垂直方向的支柱及水平方向的梯状支撑构成，使用方式即用双手支撑整个身体的重量交替依靠云梯横梁向前攀行，以此来锻炼手部肌肉和身体的平衡性，这种运动器械优点颇多，操作简单，安全系数比较高，最重要的是结构简单，制造成本比较低，是普通大众健身的优先选择，但是O型云梯也有明显的缺点，其设备占用空间比较大，其长度要求要达到5米左右甚至更早长。
在居家生活但中难以实现其使用价值。
本跑步机的多功能设计涉及到O型云梯的功能，通过另角度思考，由人动梯静的模式改变为人静梯动的模式，具体解释就是通过电机带动云梯循环转动，人体整体保持不动，仅手臂运动，其原理与用跑步机跑步的原理相近。
4.1 O型云梯的机械原理及功能首先介绍O型云梯的各个构成元件，如图所示：1；O型云梯滑槽，此滑槽与攀爬带的滑槽构成Y型，竖直部分用于攀爬功能，支撑架顶部的水平部分用于O型云梯功能，但跑步机整体机身顺滑槽抬起时，首先到达顶部的电机部分会沿着水平滑槽滑向右侧，整个机身带动攀爬带发生180度的旋转，形成机身在上，攀爬带在下的结构，基本形成O型云梯的结构。
其传动原理、方式与攀爬带原理相同。
2；O型云梯上支撑架，此支撑架为扁圆柱状横截面的柱体，附着在支撑架上，可以转动，用于O型云梯的支撑，通过此支撑架可以共同支撑由运动人体所产生的载荷，减轻支架负担，提高安全系数。
在支撑架的顶端安装有一个支撑轮，采用的也是圆齿齿轮，用于与攀爬带相啮合，从而起到支撑的作用。
3；O型云梯上支撑轮，此轮的作用于攀爬带的下支撑轮功能相同，当攀爬带滑动到指定位置形成O型云梯功能时，此支撑轮与攀爬带相啮合，起到导向与支撑的作用。
这个支撑轮的设计需求与前面提到的下支撑轮的设计需求相同。
一方面要便于啮合，另一方面要方便拆卸，不妨碍其他使用功能，符合人机工程学的要求，不影响锻炼者的安全与舒适。
以上即O型云梯的各个部件及功能，将各个元件安装至指定位置以后即可执行相应的运动功能。
具体使用方法前面有所提及，在这里详细讲解：将跑步机机体(如图示)沿滑槽升起，此处使用的滑槽为有水平部分的那一个。