一种多人多功能趣味转叶运动机的制作方法

1.一种多人多功能趣味转叶运动机涉及体育娱乐运动器械技术领域，尤其涉及一种推拉转叶运动器械。


背景技术：

2.传统的体育健身运动器械能给人们锻炼身体，增强体质，丰富人们的生活，为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械结构呆板，如臂力训练器械多用重物或弹簧作为施力部件，施力方向大多单一，锻炼过程体验感不强，更缺乏愉悦感和趣味性，很多是在痛苦中锻炼，要有强烈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运动器械，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运动功能结合起来的器械比较少。
3.综上得知，现有技术和产品还有待改进和发展。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于克服上述现有技术的不足及补充丰富体育运动器械“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运动器械，命名为：多人多功能趣味转叶运动机。
5.为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：
6.一种多人多功能趣味转叶运动机，包括：转叶器、推拉机构、机架和导杆；
7.转叶器包括轴承、以及均匀分布在轴承周围的多个叶片；
8.叶片的根部通过连接片安装在轴承套上，轴承置于轴承套内，轴承的外圈与轴承套固连，叶片能绕轴承内圈灵活转动，叶片的旋转平面处于水平位置；所有叶片结构相同，叶片的截面是翼型的，叶片的上表面和叶片的下表面至少有一面是凸形的；所有叶片的前缘朝同一个旋转方向安装；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－1
°
至5
°
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28％至38％；
9.推拉机构包括拱形架、手柄框、异形摆杆和连杆；
10.手柄框固连于拱形架的下端，手柄框上设置了手柄，手柄包括左前手柄、右前手柄、左后手柄和右后手柄，异形摆杆的下端与拱形架的上端固连，异形摆杆的上端通过铰链与连杆的下端活连，连杆的上端通过铰链与滑块的下端活连，异形摆杆是弯曲的；
11.机架包括前支架、后支架、顶上梁、顶下梁、底座和座位；
12.前支架竖直布置于前方，后支架竖直布置于后方；顶上梁的前端与导杆固连于导杆的中部，顶上梁的后端与后支架的顶端固连；顶下梁布置在顶下梁的正下方，顶下梁的前
端与前支架的上端固连，顶下梁的后端与后支架固连；顶上梁和顶下梁均水平布置；前支架的下端固定在底座的前端；后支架的下端固定在底座的后端；
13.座位安装在底座的上方，座位至少设置两个，设置两个座位时两个座位前后布局或左右布局；两个座位前后布局时，前座位靠前支架安装，后座位靠后支架安装；方便两位体验者面对面协同运动；
14.导杆竖直布置，导杆的下端与顶下梁固定连接在顶下梁的中部；异形摆杆通过铰链活装在顶下梁的中部；
15.为了不让转叶器太靠近顶上梁且不让转叶器直接硬撞击顶上梁，在导杆周围，且在滑块下方，顶上梁的上方位置设置了弹性体，转叶器自由下落的时候或者体验者不小心用力下拉转叶器过渡时起缓冲作用，不致于损坏零部件；
16.导杆是直的，且表面光滑；转叶器通过滑块活装在导杆上，滑块与轴承的内圈固连，滑块与导杆配合，转叶器能沿滑块上下灵活运动；
17.坐在后座位上的体验者背靠后支架而坐，左手握住左后手柄，右手握住右后手柄，左手和右手同步向前推动手柄框，使拱形架围绕置于顶下梁中部的铰链转动一定角度，并由异形摆杆带动连杆向上推动转叶器；接下来，用左手和右手同步向后拉动手柄框，使拱形架围绕置于顶下梁中部的铰链向相反的方向转动一定角度，由异形摆杆带动连杆向下拉动转叶器，如此往复推拉手柄框，牵引转叶器沿导杆做上下往复运动，由于转叶器的特殊结构，叶片会围绕滑块旋转起来。转叶器快速旋转起来后，手臂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，也就导致前推后拉都要费力。推拉的频率越快，叶片的转速越快。用来锻炼手臂的力量和运动速度及胸肌都会有很好的效果。两人一起体验时，前座位上的体验者的左手握住右前手柄，右手握住左前手柄；两人面对面而坐。
18.更进一步地，在推拉过程中，为避免对滑块产生扭力，连杆使用两根，左右各一根，分别为左连杆和右连杆，左连杆的下端通过铰链与异形摆杆的上端左侧活连，左连杆的上端通过铰链与滑块下端左侧活连；右连杆的下端通过铰链与异形摆杆的上端右侧活连，右连杆的上端通过铰链与滑块下端右侧活连。
19.更进一步地，手柄框上还设置了网子，方便放置体验者的手机等随身携带的物品。
20.更进一步地，手柄框上安装摇篮，可供婴儿睡觉和玩耍，通过外人推拉手柄框使手柄框前后摇摆，容易让婴儿在微风的吹拂下入睡。
21.更进一步地，手柄框上安装座板，供儿童坐在座板上荡秋千，能使人心旷神怡，既能锻炼身体又能锻炼意志，还能培养儿童的勇敢精神。
22.更进一步地，在前支架上安装抚手，体验者坐在手柄框上，面朝前支架，背朝后支架，手握住抚手来回推拉，使自己的身体随拱形架前后来回摇摆。
23.更进一步地，在顶上梁和顶下梁之间的空间设置广告牌或广告灯箱。
24.更进一步地，前座位和后座位横向加长，能让更多的体验者坐下；所有手柄也向外延长，能让更多的体验者握住。这样就可以超过两人一起运动。
25.更进一步地，转叶器的轴承套处安装了转速测量装置，用来测量转叶器的转速；拱形架上设置了显示屏，转速测量装置与显示屏之间有电连接，显示屏能显示转叶器的转速。
26.更进一步地，显示屏还能显示体验者单次运动的时长。
27.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6；叶片的数量在2个至6个之间。
28.更进一步地，所有叶片的翼型采用上凸下平型，即叶片的上表面向上凸出，叶片的下表面基本上是平坦的；单个叶片的展弦比大于3且小于5；叶片的数量为2个或者3个；安装角在2
°
至4
°
之间。这样叶片转动起来后，会有风往下吹，使空气流通，也能使叶片下方的人感觉凉爽。
29.更进一步地，座位下方设置了电池，电池为本转叶健身器上的用电设备供电。
30.更进一步地，在异形摆杆和顶下梁的连接处安装有智能电子锁，智能电子锁能把异形摆杆锁住，方便作为收费共享设备使用。
31.更进一步地，所有叶片的上表面布置了太阳能发电膜，发出的电经安装在滑块上的导电环和布置在推拉机构上的电线传输给安装在底座上的电池充电。
32.更进一步地，滑块采用直线轴承，导杆采用与直线轴承相配合的光轴。
33.更进一步地，在滑块处安装微型发电机，转叶器转动时微型发电机发出的电经处理后充入安装在底座上的电池。
34.更进一步地，网子处设置了usb接口，能为手机、手电筒充电。
35.更进一步地，顶上梁上安装了led灯，led灯与安装在底座上的电池电连接，led灯能提供场所照明。
36.本发明多人多功能趣味转叶运动机的基本工作原理是：体验者推拉手柄，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，由于惯性，多个叶片一起绕导杆旋转。在一定转速范围内，推拉的幅度一定时，推拉的频率越快，则叶片转动越快；推拉的频率一定时，推拉的幅度越大，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，如果体验者力量足够，叶片会高速旋转。如果推拉的频率下降或幅度减小的话，叶片的转速会慢下来。这样会使体验者有很愉悦的体验感和成就感，感觉会很舒服，也有趣味性，能同时起到娱乐和运动的作用，使体验者在快乐中得到了锻炼，有益体验者的身心健康。在整个推拉过程中力度是变化的，不像传统运动器械那样呆板。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：快速推拉手柄会使叶片朝前缘方向快速转动起来，而且体验者会有愉悦感，这种愉悦感的原因之一是叶片快速转动的动感传递给了体验者的身体。
37.本发明的有益效果是：结构新颖，功能多样。一个或多个体验者协同前推后拉手柄使叶片上下运动，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，叶片转速够快时，前推后拉双向运动都需要用手臂的力量，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，也具有体能测试比较的功能，娱乐性强，体验感和趣味性强，与传统的运动器械相比，更能够吸引大众参与锻炼，对提高全
民身体素质和身心健康将产生深远的影响。特别适合亲子体验，也比较适合于家庭使用，还可发电供家庭照明用。超大尺寸的能容纳数十人以上该转叶运动机可安装于城市的高楼顶上，可设计成标志性建筑。多台该转叶运动机矩阵排列于公园、校园等场所将是一道美丽的风景。
附图说明
38.图1是本发明的一个实施例的立体结构示意图；
39.图2是本发明中叶片的一种翼型示意图；
40.图3是本发明中叶片上行时气流分析示意图。
41.图中：
42.1－转叶器，11－轴承套，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－连接片；
43.2－推拉机构，21－拱形架，22－手柄框，221－左前手柄，222－右前手柄，223－左后手柄，224－右后手柄，225－网子，23－异形摆杆，24－连杆，25－铰链；
44.3－导杆，31－滑块，32－弹性体；
45.4－机架，41－顶上梁，42－顶下梁，43－前支架，44－后支架，45－底座，46－前座位，47－后座位；
46.5－拱形架的摆动方向示意，6－异形摆杆的摆动方向示意，7－转叶器上下运动方向示意，8－叶片的旋转方向示意；
47.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
48.下面结合附图与实施例对本发明的技术方案作具体说明。
49.一种多人多功能趣味转叶运动机，包括：转叶器1、推拉机构2、机架4和导杆3；
50.转叶器1包括轴承、以及均匀分布在轴承周围的多个叶片12；
51.叶片12的根部通过连接片13安装在轴承套11上，轴承置于轴承套11内，轴承的外圈与轴承套11固连，叶片12能绕轴承内圈灵活转动，叶片的旋转平面b处于水平位置；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和叶片的下表面124至少有一面是凸形的；所有叶片的前缘121朝同一个旋转方向安装；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－1
°
至5
°
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12弦长的28％至38％；
52.推拉机构2包括拱形架21、手柄框22、异形摆杆23和连杆24；
53.手柄框22固连于拱形架21的下端，手柄框22上设置了手柄，手柄包括左前手柄221、右前手柄222、左后手柄223和右后手柄224，手柄框22上还设置了网子225，方便放置体验者的手机等随身携带的物品，异形摆杆23的下端与拱形架21的上端固连，异形摆杆23的上端通过铰链25与连杆24的下端活连，连杆24的上端通过铰链与滑块31的下端活连，异形
摆杆23是弯曲的；
54.异形摆杆23的上部向前倾斜的角度范围在30
°
至60
°
之间，
55.机架4包括前支架43、后支架44、顶上梁41、顶下梁42、底座45和座位；
56.前支架43竖直布置于前方，后支架44竖直布置于后方；顶上梁41的前端与导杆3固连于导杆3的中部，顶上梁41的后端与后支架44的顶端固连；顶下梁42布置在顶下梁42的正下方，顶下梁42的前端与前支架43的上端固连，顶下梁42的后端与后支架44固连；顶上梁41和顶下梁42均水平布置；前支架43的下端固定在底座45的前端；后支架44的下端固定在底座45的后端；
57.座位安装在底座45的上方，座位至少设置两个，设置两个座位时前后布局或左右布局；两个座位前后布局时，前座位46靠前支架43安装，后座位47靠后支架44安装；方便两位体验者面对面同时运动；
58.导杆3竖直布置，导杆3的下端与顶下梁42固定连接在顶下梁42的中部；异形摆杆23通过铰链25活装在顶下梁42的中部；
59.为了不让转叶器1太靠近顶上梁41且不让转叶器1直接硬撞击顶上梁41，在导杆3周围，且在滑块31下方，顶上梁41的上方位置设置了弹性体32，弹性体32采用压力弹簧，转叶器1自由下落的时候或者体验者不小心用力下拉转叶器1过渡时起缓冲作用，不致于损坏转叶运动机的零部件；
60.导杆3是直的，且表面光滑；转叶器1通过滑块31活装在导杆3上，滑块31与轴承的内圈固连，滑块31与导杆3配合，转叶器1能沿滑块31上下灵活运动；
61.坐在后座位47上的体验者背靠后支架44而坐，左手握住左后手柄223，右手握住右后手柄224，左手和右手同步向前推动手柄框22，使拱形架21围绕置于顶下梁42中部的铰链25转动一定角度，并由异形摆杆23带动连杆24向上推动转叶器1；接下来，用左手和右手同步向后拉动手柄框22，使拱形架21围绕转置于顶下梁42中部的铰链25向相反的方向转动一定角度，由异形摆杆23带动连杆24向下拉动转叶器1，如此往复推拉手柄框22，牵引转叶器1沿导杆3上下往复运动，由于转叶器1的特殊结构，叶片12会围绕滑块31旋转起来。转叶器1快速旋转起来后，手臂除了克服转叶器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，也就导致前推后拉都要费力。推拉的频率越快，叶片12的转速越快。用来锻炼手臂的力量和运动速度及胸肌都会有很好的效果。两人一起体验时，前座位46上的体验者的左手握住右前手柄222，右手握住左前手柄221；两人面对面而坐。
62.在推拉过程中，为避免对滑块31产生扭力，连杆24使用两根，左右各一根，分别为左连杆和右连杆，左连杆的下端通过铰链25与异形摆杆23的上端左侧活连，左连杆的上端通过铰链与滑块31下端左侧活连；右连杆的下端通过铰链25与异形摆杆23的上端右侧活连，右连杆的上端通过铰链与滑块31下端右侧活连。
63.更进一步地，手柄框22上安装摇篮，可供婴儿睡觉和玩耍，通过外人推拉手柄框22使手柄框22前后摇摆，容易让婴儿在微风的吹拂下入睡。
64.更进一步地，手柄框22上安装座板，供儿童坐在座板上荡秋千，能使人心旷神怡，既能锻炼身体又能锻炼意志，还能培养儿童的勇敢精神。
65.更进一步地，在前支架43上安装抚手，体验者坐在手柄框22上，面朝前支架43，背朝后支架44，手握住抚手来回推拉，使自己的身体随拱形架21前后来回摇摆。
66.更进一步地，在顶上梁41和顶下梁42之间的空间设置广告牌或广告灯箱。
67.更进一步地，前座位46和后座位47横向加长，能让更多的体验者坐下；所有手柄也向外延长，能让更多的体验者握住。能让超过两人一起协同运动。
68.转叶器1的轴承套11处安装了转速测量装置，拱形架21上设置了显示屏，转速测量装置与显示屏之间有电连接，显示屏能显示转叶器1的转速。
69.更进一步地，显示屏还能显示体验者单次运动的时长。
70.所有叶片12的翼型采用双凸型，即叶片12的上表面向上凸出，叶片12的下表面向下凸出；单个叶片12的展弦比大于3且小于6；叶片12的数量在2个至6个之间。
71.更进一步地，所有叶片12的翼型采用上凸下平型，即叶片12的上表面向上凸出，叶片12的下表面基本上是平坦的；单个叶片12的展弦比大于3且小于5；叶片12的数量为2个或者3个；叶片的安装角c在2
°
至4
°
之间。这样叶片12转动起来后，会有风往下吹，使空气流通，也能使叶片12下方的人感觉凉爽。
72.更进一步地，座位下方设置了电池，电池为本转叶健身器上的用电设备供电。
73.在异形摆杆23和顶下梁42的连接处安装有智能电子锁，智能电子锁能把异形摆杆23锁住，方便作为收费共享设备使用。
74.更进一步地，所有叶片12的上表面布置了太阳能发电膜，发出的电经安装在滑块31上的导电环和布置在推拉机构2上的电线传输给安装在底座45上的电池充电。
75.为了制作方便且节约成本，滑块31采用直线轴承，导杆3采用与直线轴承相配合的光轴。
76.更进一步地，在滑块31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安装在底座45上的电池。
77.更进一步地，网子225处设置了usb接口，usb接口与电池电连接，能为手机、手电筒充电。
78.更进一步地，顶上梁41上安装了led灯，led灯与安装在底座45上的电池电连接，led灯能提供场所照明。
79.本发明多人多功能趣味转叶运动机的基本工作原理是：体验者推拉手柄，使叶片12上下运动，叶片12的上表面和叶片12的下表面交替迎风，由于叶片12的上表面和叶片12的下表面至少有一面是凸形的，且叶片12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12一起绕导杆3旋转。在一定转速范围内，推拉的幅度一定时，推拉的频率越快，则叶片12转动越快；推拉的频率一定时，推拉的幅度越大，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，如果体验者力量足够，叶片12会高速旋转。如果推拉的频率下降或幅度减小的话，叶片12的转速会慢下来。这样会使体验者有很愉悦的体验感和成就感，感觉会很舒服，也有趣味性，能同时起到娱乐和健身的作用，使体验者在快乐中得到了锻炼，有益体验者的身心健康。在整个推拉过程中力度是变化的，不像传统运动器械那样呆板。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：快速推拉手柄会使叶片12朝前缘方向快速转动起来，而且体验者会有愉悦感。
80.本发明的有益效果是：结构新颖，功能多样，应用场景广阔。一个或多个体验者前后推拉手柄使叶片12上下运动，在相对气流的作用下叶片12转动，是一种将往复运动转换成圆周转动的器械，前推后拉双向运动都需要用手臂的力量，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，能促使体验者血液循环加快，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，能强身健体，肥胖的人经常使用能有减肥效果。可供体育娱乐、健身、发电、亲子活动等，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；还可以置于医院或养老院作为康复和陪玩设备使用；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。与传统的运动器械相比，更能够吸引大众参与运动锻炼，对提高全民身心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。