把攀岩运动带回家

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  “会当凌绝顶,一览众山小”。攀岩运动以其独有的征服感吸引了无数爱好者。
  但是,由于地理环境和身体条件等客观因素的限制,很多人都没有机会参与这项运动,攀岩运动的普及受到影响。目前国内只有少数大型场所才有攀岩墙等设施,但其运动模式单调,远不能满足人们的需求。因此我想设计一种室内攀岩运动机,它类似于跑步机,可以不受环境条件限制广泛应用于家庭、健身房、体育馆及娱乐场所等。为此,我和老师共同设想了两种方案。
  方案一:为了增加攀爬刺激性和趣味性,将岩面运动设计成滚动和摆动两种形式的复合,即人在岩面上爬行的同时,岩面作小幅低速摆动。我们采用的设计方案是:电动机经减速器减速后带动传动轴转动,传动轴通过一条链传动驱动岩面滚动(图1);岩面的摆动则通过安装在传动轴上的偏心轮机构和滑块摇杆机构实现(图2)。各机构由一台电机分流减速后驱动。
  方案二:岩面不摆动,但岩面的角度可以借助螺纹机构进行调整(图3);岩面运动机构比方案一简单,由于电动机只驱动岩面运动,省去了传动轴,且链传动中心距大大缩短,设备结构更为紧凑(图4)。
  我和老师讨论出两套方案后,分析了两者之间的优劣。我们一致认为,方案一虽然多了一个附加功能,但产品结构复杂,结构尺寸较大,成本也很高。方案二虽然少了一个附加功能,但并不影响产品的主要功能,相反,产品结构更为紧凑,便于在室内使用,并大大降低了生产成本,市场应用前景更广。
  综合以上分析,我们最终决定将方案二作为最终设计方案。
  虽然方案是确定了,但将梦想走进现实还是有一定难度的,这并不是我一个人就能完成的。最终,在老师和爸爸的帮助下,我们成功制作出样机(图5、6)。
  室内攀岩运动机由合理布置着各种造型攀岩块的岩面、电动机、减速器、传动链与离合器、框架及一些辅助器件组成。电动机与减速器直联,通过减速器将输出轴上的链轮与主动辊筒上的链轮组成链传动,从而带动岩面向上滚动。当使用者爬上岩面时,由于重力作用产生负载力矩,超过离合器的许用值,离合器断开,岩面停止向上滚动,这样一来就可以练习攀岩了。
  相对野外攀岩而言,室内攀岩运动机占地空间小,投资成本低,受环境限制也少。并且还有以下创新亮点:
  1.通过可调支撑杆的长度调节,岩面可在不同的坡度位置静止,形成各种坡度的攀岩墙,因此满足了初学者和各个级别水平的爱好者的需求。
  2.通过调节速度和单机组合,可实现多种变换的攀爬运动路径,能较好地模拟自然攀爬环境。
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