一种腿蹬提转叶健身器的制作方法

1.一种腿蹬提转叶健身器涉及体育娱乐健身器材技术领域，尤其涉及一种转叶健身器。


背景技术：

2.传统的体育健身器材能给人们锻炼身体，增强体质，丰富人们的生活，对人们的身心健康起到了很大的作用。但大多数传统的体育健身器材结构呆板，如腿力训练器械多用重物或弹簧作为施力部件，锻炼过程体验感不强，更缺乏愉悦感，很多是在痛苦中锻炼，要有很强的毅力才能坚持锻炼下去。大多数的健身器材属于专业性设备，结构相对复杂，一般在健身房、用户家中等室内环境中使用，保养和维护成本较高。也有一些简单的体育健身器械，见于公园、绿地、小区等休闲场所，其结构相对简单，但功能很弱，由于没有体验感故使用率较低。目前将体育娱乐和健身功能结合起来的器械比较少。
3.综上得知，现有技术还有待改进和发展。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的在于克服上述现有技术的不足及补充丰富体育健身器材“家族”，提供一种结构简单、操作方便、集趣味性、娱乐性、体育、健身等功能于一体的健身器械，命名为腿蹬提转叶健身器。
5.为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：
6.一种腿蹬提转叶健身器，包括：转叶器、光轴、左蹬提杆、右蹬提杆、左连杆、右连杆、支架和座椅；
7.转叶器包括直线轴承、深沟球轴承、以及均匀分布在深沟球轴承周围的多个叶片，叶片的根部与深沟球轴承的外圈连接，深沟球轴承套装在直线轴承的外围，直线轴承与深沟球轴承的内圈连接，由于深沟球轴承的存在，叶片能绕直线轴承灵活转动，叶片的转动平面处于水平位置；
8.所有叶片结构相同，叶片的截面是翼型的，叶片的上表面和下表面至少有一面是凸形的；所有叶片的前缘朝同一个方向安装；叶片的前缘浑圆，叶片的后缘尖锐；叶片的弦线与叶片的旋转平面的夹角为叶片的安装角；叶片的前缘高于叶片的后缘时，叶片的安装角定义为正值；叶片的前缘低于叶片的后缘时，叶片的安装角定义为负值；叶片的安装角在－2
°
至4
°
之间；叶片的翼型的最大厚度位置离叶片的前缘的距离是叶片弦长的25％至40％；
9.左蹬提杆和右蹬提杆靠共同的转轴活装在光轴的下端；左连杆的下端通过铰链与左蹬提杆的上端活连，左连杆的上端通过铰链与直线轴承下端左侧活连；右连杆的下端通过铰链与右蹬提杆的上端活连，右连杆的上端通过铰链与直线轴承下端右侧活连；左脚套活装在左蹬提杆的下端，右脚套活装在右蹬提杆的下端；
10.光轴竖直布置，直线轴承与光轴相配合，转叶器通过直线轴承与光轴活动连接，转
叶器能沿光轴灵活上下运动；
11.支架的上端与光轴的下端固连，支架的下端设置了有靠背的座椅，座椅的两侧设置了扶手；
12.操作者背靠靠背而坐，左右手分别握住座椅的两侧扶手，左脚插入左脚套，右脚插入右脚套，左脚和右脚同步向前蹬左蹬提杆和右蹬提杆，使左蹬提杆和右蹬提杆围绕转轴的轴线转动一定角度，带动左连杆和右连杆向上推动转叶器；接下来，用左脚和右脚同步向后提左蹬提杆和右蹬提杆，使左蹬提杆和右蹬提杆围绕转轴的轴线向相反的方向转动一定角度，带动左连杆和右连杆向下拉动转叶器，如此往复蹬提左蹬提杆和右蹬提杆，牵引转叶器上下往复运动，由于转叶器的特殊结构，叶片会围绕光轴旋转起来。转叶器旋转起来后，腿脚除了克服转叶器的重力做功外还要克服空气对叶片旋转面的阻力做功，也就导致前蹬后提都要费力。蹬提的频率越快，叶片的转速越快。用来锻炼小腿和大腿的力量和运动速度都会有很好的效果。
13.更进一步地，转叶器上安装了转速测量装置，支架上设置了显示屏，转速测量装置与显示屏之间有电信连接，显示屏能显示转叶器的瞬时转速和转叶器单次运动的最高转速。
14.更进一步地，转叶器上安装了上下运动的频率和幅度传感器，该传感器与显示屏之间有电信连接，显示屏内设置了功及功率计算装置，能根据转叶器的重量、转叶器上下运动的频率和幅度、叶片的转速和运动时长等参数计算出操作者每次运动所做的功和平均功率及瞬时功率；并由显示屏将这些功和功率参数显示出来。
15.更进一步地，显示屏还能显示操作者单次运动的时长。
16.更进一步地，扶手处安装了心率和血压检测装置，心率和血压检测装置与显示屏之间有电信连接，通过显示屏显示操作者的心率和血压参数。
17.更进一步地，所有叶片的翼型采用双凸型，即叶片的上表面向上凸出，叶片的下表面向下凸出；单个叶片的展弦比大于3且小于10；单个叶片展长在0.5米至3米之间；叶片的数量在2个至6个之间。
18.优选的，所有叶片的翼型采用对称双凸型翼型，如naca0016或naca0012翼型；所有叶片的安装角相同，均在0
°
至1
°
之间。
19.更进一步地，座椅下方设置了电池，电池为本转叶健身器上的用电设备供电。
20.更进一步地，在左蹬提杆和光轴的连接处安装有智能电子锁，智能电子锁能把左蹬提杆和右蹬提杆锁住，方便作为收费共享设备使用。
21.更进一步地，所有叶片的上表面布置了太阳能发电膜，发出的电经安装在光轴上的导电环和电线传输给电池充电。
22.更进一步地，在深沟球轴承处安装微型发电机，转叶器转动时微型发电机发出的电经处理后充入电池。
23.更进一步地，电池上设置了usb接口，能为手机、手电筒充电。
24.本实用新型的基本工作原理是：操作者蹬提左蹬提杆和右蹬提杆，使叶片上下运动，叶片的上表面和叶片的下表面交替迎风，由于叶片的上表面和叶片的下表面至少有一面是凸形的，且叶片的翼型的最大厚度位置靠近叶片的前缘而远离叶片的后缘，迎面来流作用在翼型的凸的一面时会分成大小不同的两股气流，小股气流向叶片的前缘方向运动，
大股气流向叶片的后缘方向运动，这样一来，在叶片的前缘和叶片的后缘间会形成动量差，气流会推动叶片向叶片的前缘方向运动，继而多个叶片一起绕光轴旋转。在一定转速范围内，蹬提的幅度一定时，蹬提的频率越快，则叶片转动越快；蹬提的频率一定时，蹬提的幅度越大，则叶片转动也会越快。叶片前行的阻力会随转速的增加而增大，但当叶片转动起来后，随着叶片旋转的速度的快速增大，叶片的雷诺数会增大，则叶片前行的阻力的增速会放缓，如果操作者力量足够，叶片会高速旋转。这样会使操作者有很愉悦的体验感和成就感，感觉会很舒服，能同时起到娱乐和健身的作用，使操作者在快乐中得到了锻炼，有益操作者的身心健康。如果蹬提的频率下降或幅度减小的话，叶片的转速会慢下来。在整个蹬提过程中力度是变化的，不像传统健身器材那样呆板。当然，叶片的运动过程是一个很复杂的过程，有前行、上行、下行多种运动复合在一起，还会受到当地环境如风速风向的影响。这里只是利用经典流体力学作了一个简单的分析。本方案的发明人通过多个实物样机证实了这一运动过程：快速蹬提左蹬提杆和右蹬提杆会使叶片朝前缘方向快速转动起来，而且操作者会有愉悦感。
25.本实用新型的有益效果是：结构新颖，功能多样。操作者前后蹬提左蹬提杆和右蹬提杆使叶片上下运动，在相对气流的作用下使叶片转动，是一种将往复运动转换成圆周转动的器械，前蹬后提双向运动都需要用腿脚的力量，能起到双向运动的锻炼效果，且力量大小可动态调整，可供体育娱乐、健身、发电等，也具有体能测试的功能，娱乐性强，体验感强，与传统的健身器材相比，更能够吸引大众参与健身锻炼，对提高全民身体素质将产生深远的影响。
附图说明
26.图1是本实用新型的一个实施例的右视结构示意图；
27.图2是本实用新型中右蹬提杆的右视示意图；
28.图3是本实用新型包含左蹬提杆和右蹬提杆在内的局部后视示意图；
29.图4是本实用新型中叶片的一种翼型示意图；
30.图5是本实用新型中叶片上行时气流分析示意图。
31.图中：
32.1－转叶器，11－深沟球轴承11，12－叶片，121－叶片的前缘，122－叶片的后缘，123－叶片的上表面，124－叶片的下表面，13－直线轴承；2－光轴；31－左蹬提杆，311－左蹬提杆的上端，312－左蹬提杆的下端，32－右蹬提杆，321－右蹬提杆的上端，322－右蹬提杆的下端，313－左脚套，323－右脚套，33－转轴；41－左连杆，42－右连杆；5－支架，51－座椅，52－靠背，53－扶手；6－显示屏；7－左蹬提杆和右蹬提杆的运动方向指示；8－转叶器上下运动方向示意；9
‑
铰链；
33.a－叶片的弦线，b－叶片的旋转平面，c－叶片的安装角，d－叶片的上行方向指示，e－叶片上行时上方气流的流线示意，g－叶片的前行方向示意。
具体实施方式
34.下面结合附图与实施例对本实用新型的技术方案作具体说明。
35.一种腿蹬提转叶健身器，包括：转叶器1、光轴2、左蹬提杆31、右蹬提杆32、左连杆
41、右连杆42、支架5和座椅51；
36.转叶器1包括直线轴承13、深沟球轴承11、以及均匀分布在深沟球轴承11周围的多个叶片12，叶片12的根部与深沟球轴承11的外圈连接，深沟球轴承11套装在直线轴承13的外围，直线轴承13与深沟球轴承11的内圈连接，由于深沟球轴承11的存在，叶片12能绕直线轴承13灵活转动，叶片12的转动平面处于水平位置；
37.所有叶片12结构相同，叶片12的截面是翼型的，叶片的上表面123和下表面至少有一面是凸形的；所有叶片的前缘121朝同一个方向安装；叶片的前缘121浑圆，叶片的后缘122尖锐；叶片的弦线a与叶片的旋转平面b的夹角为叶片的安装角c；叶片的前缘121高于叶片的后缘122时，叶片的安装角c定义为正值；叶片的前缘121低于叶片的后缘122时，叶片的安装角c定义为负值；叶片的安装角c在－2
°
至4
°
之间；叶片12的翼型的最大厚度位置离叶片的前缘121的距离是叶片弦长的25％至40％；
38.左蹬提杆31和右蹬提杆32靠共同的转轴33活装在光轴2的下端；左连杆41的下端通过铰链9与左蹬提杆的上端311活连，左连杆41的上端通过铰链9与直线轴承13下端左侧活连；右连杆42的下端通过铰链9与右蹬提杆的上端321活连，右连杆42的上端通过铰链9与直线轴承13下端右侧活连；左脚套313活装在左蹬提杆的下端312，右脚套323活装在右蹬提杆的下端322；
39.光轴2竖直布置，直线轴承13与光轴2相配合，转叶器1通过直线轴承13与光轴2活动连接，转叶器1能沿光轴2灵活上下运动；
40.支架5的上端与光轴2的下端固连，支架5的下端设置了有靠背52的座椅51，座椅51的两侧设置了扶手53；
41.操作者背靠靠背52而坐，左右手分别握住座椅51的两侧扶手53，左脚插入左脚套313，右脚插入右脚套323，左脚和右脚同步向前蹬左蹬提杆31和右蹬提杆32，使左蹬提杆31和右蹬提杆32围绕转轴33的轴线转动一定角度，带动左连杆41和右连杆42向上推动转叶器1；接下来，用左脚和右脚同步向后提左蹬提杆31和右蹬提杆32，使左蹬提杆31和右蹬提杆32围绕转轴33的轴线向相反的方向转动一定角度，带动左连杆41和右连杆42向下拉动转叶器1，如此往复蹬提左蹬提杆31和右蹬提杆32，牵引转叶器1上下往复运动，由于转叶器1的特殊结构，叶片12会围绕光轴2旋转起来。转叶器1旋转起来后，腿脚除了克服转叶器1的重力做功外还要克服空气对叶片12旋转面的阻力做功，也就导致前蹬后提都要费力。蹬提的频率越快，叶片12的转速越快。用来锻炼小腿和大腿的力量和运动速度都会有很好的效果。
42.转叶器1上安装了转速测量装置，支架5上设置了显示屏6，转速测量装置与显示屏6之间有电信连接，显示屏6能显示转叶器1的瞬时转速和转叶器1单次运动的最高转速。
43.转叶器1上安装了上下运动的频率和幅度传感器，该传感器与显示屏6之间有电信连接，显示屏6内设置了功及功率计算装置，能根据转叶器1的重量、转叶器1上下运动的频率和幅度、叶片12的转速和运动时长等参数计算出操作者每次运动所做的功和平均功率及瞬时功率；并由显示屏6将这些功和功率参数显示出来。
44.显示屏6还能显示操作者单次运动的时长。
45.扶手53处安装了心率和血压检测装置，心率和血压检测装置与显示屏6之间有电信连接，通过显示屏6显示操作者的心率和血压参数。
46.所有叶片12的翼型采用双凸型，即叶片的上表面123向上凸出，叶片的下表面124
向下凸出；单个叶片12的展弦比大于3且小于10；单个叶片12展长在0.5米至3米之间；叶片12的数量在2个至6个之间。
47.所有叶片12的翼型采用对称双凸型翼型，如naca0016或naca0012翼型；所有叶片的安装角c相同，均在0
°
至1
°
之间。
48.座椅51下方设置了电池，电池为本转叶健身器上的用电设备供电。
49.在左蹬提杆31和光轴2的连接处安装有智能电子锁，智能电子锁能把左蹬提杆31和右蹬提杆32锁住，方便作为收费共享设备使用。
50.所有叶片的上表面123布置了太阳能发电膜，发出的电经安装在光轴2上的导电环和电线传输给电池充电。
51.在深沟球轴承11处安装微型发电机，转叶器1转动时微型发电机发出的电经处理后充入电池。
52.电池上设置了usb接口，能为手机、手电筒充电。
53.本实用新型的基本工作原理是：操作者蹬提左蹬提杆31和右蹬提杆32，使叶片12上下运动，叶片的上表面123和叶片的下表面124交替迎风，由于叶片的上表面123和叶片的下表面124至少有一面是凸形的，且叶片的翼型的最大厚度位置靠近叶片的前缘121而远离叶片的后缘122，迎面来流作用在翼型的凸的一面时会分成大小不同的两股气流，小股气流向叶片的前缘121方向运动，大股气流向叶片的后缘122方向运动，这样一来，在叶片的前缘121和叶片的后缘122间会形成动量差，气流会推动叶片12向叶片的前缘121方向运动，继而多个叶片12一起绕光轴2旋转。在一定转速范围内，蹬提的幅度一定时，蹬提的频率越快，则叶片12转动越快；蹬提的频率一定时，蹬提的幅度越大，则叶片12转动也会越快。叶片12前行的阻力会随转速的增加而增大，但当叶片12转动起来后，随着叶片12旋转的速度的快速增大，叶片12的雷诺数会增大，则叶片12前行的阻力的增速会放缓，如果操作者力量足够，叶片12会高速旋转。这样会使操作者有很愉悦的体验感和成就感，感觉会很舒服，能同时起到娱乐和健身的作用，使操作者在快乐中得到了锻炼，有益操作者的身心健康。如果蹬提的频率下降或幅度减小的话，叶片12的转速会慢下来。在整个蹬提过程中力度是变化的，不像传统健身器材那样呆板。当然，叶片12的运动过程是一个很复杂的过程，有前行、上行、下行多种运动复合在一起，还会受到当地环境如风速风向的影响。这里只是利用经典流体力学作了一个简单的分析。本方案的发明人通过多个实物样机证实了这一运动过程：快速蹬提左蹬提杆31和右蹬提杆32会使叶片12朝前缘方向快速转动起来，而且操作者会有愉悦感。
54.本实用新型的有益效果至少包括：结构新颖，功能多样，应用场景广阔。操作者前蹬后提左蹬提杆31和右蹬提杆32使叶片12上下运动，在相对气流的作用下使叶片12转动，是一种将往复运动转换成圆周转动的器械，前蹬后提双向运动都需要用腿脚的力量，能起到双向运动的锻炼效果，且力量大小可动态调整，娱乐性强，体验感强，富有趣味性；是一种有氧运动，能促使操作者血液循环加快，能提高抵抗力，增强免疫力，经常使用能较好地预防疾病尤其是心脑血管疾病的发生。可供体育娱乐、健身、发电、教学等，也具有体能测试的功能。可使用于健身房、家庭、学校作为锻炼身体的器具；也可置于公园、游乐场所、学校尤其是大学校园、公交站旁、车站、机场候机厅、酒店大堂、银行大堂、汽车维修店休息区等公共场所作为休闲娱乐设备使用；还可以置于医院作为康复设备使用；也可作为一种放松设备，置于办公区域附近让办公职员休息时使用以缓解工作压力。与传统的健身器材相比，更
能够吸引大众参与健身锻炼，对提高全民身体素质将产生深远的影响。能丰富人们的生活内容并为提高人们的生活品质起积极的效果。能为满足人们对美好生活的向往增砖添瓦。