自动跳绳机系统设计 目 录摘要1关键词11前言22方案设计32.1.基本功能32.2.设计参数及相关要求42.3.方案设计比较42.4.结构设计72.5.设计功能效果83电动机、调速器类型与参数的选择83.1.电机类型与参数选择83.2.调速器类型与参数选择94传动机构设计94.1.带传动设计与校核94.2.轴承选择与校核124.3.轴的设计与校核145控制部分设计 5.1.压力传感器的选择 .16 5.2.主电机的控制电路.16 5.3.自动断电保护控制.17 5.4.控制面板设计.176结构设计分析.176.1.主机架辅机架设计分析176.2.摇臂结构及栓绳装置结构设计分析206.3.摩擦离合器及安全联动控制设计分析216.4.游动轴承座设计分析236使用和维护246.1.跳绳机的维护与保养246.2.跳绳机使用247总结25参考文献26致谢27湖南农业大学东方科技学院全日制普通本科生毕业论文（设计）诚信声明本人郑重声明：所呈交的本科毕业论文是本人在指导老师的指导下，进行研究工作所取得的成果，成果不存在知识产权争议。除文中已经注明引用的内容外，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成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体在文中均作了明确的说明并表示了谢意。同时，本论文的著作权由本人与湖南农业大学东方科技学院、指导教师共同拥有。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。 毕业论文（设计）作者签名： 年 月 日学 生：徐超群 指导老师：莫亚武(湖南农业大学东方科技学院，长沙 410128) 摘 要：跳绳运动是一项操作简单，方便易学的大众体育项目，内容丰富、形式多样，最令人推崇的是它具有很高的强心健身价值，被称为“最完美的健康运动”。随着人们生活水平的不断提高，跳绳运动在世界各国有了全新的认识和研究，并被越来越多的人选择作为锻炼身体的主要运动手段。所以我相信发明一种能帮助人们在日常跳绳运动中获得更高效率和更大乐趣的跳绳机器定能受到广大跳绳运动爱好者的喜爱和青睐。从而对推广跳绳运动在大众体育中的普及度也有很大的促进作用，对提高广大人民群众的身体机能和基本身体素质也有着非常重要的现实意义。 关键词：跳绳运动；安全性；易操控性；旋转机械Automatic Rope Skipping Machine System DesignAuthor. Xu Chao-qunTutor.Mo Ya-wu(Oriental Science Technology College of Hunan Agricultural University, Changsha 410128) Abstract：Skipping is a simple, easy Sports which has large, rich, varied items. respected is that it has a higher degree of cardiac fitness value, known as the most perfect health movement. With the continuous improvement of peoples living standards, skipping movement in the world with new knowledge and research, and more and more people choose to exercise as the main means of movement. That is why I believe that an invention can help people in day-to-day movement of skipping a higher efficiency and greater enjoyment of the machines will be able to be skipping rope skipping the majority of sports fans love and favor. Thus it will be good to promoting the skipping sport in mass sports movement of the degree of popularity, and there is great means for improveing bodily functions and basic physical fitness. Key words：skipping exercise; safety;easy manipulation;rotating machinery1 前言跳绳机的生产水平和科学技术含量在全世界范围内尚未得到明显的发展和提高， 国内的发展水平和重视程度尤为低下，与国际发达国家尚有一定差距，无论是从科学技术含量上或是从对这个新鲜产品的重视和关注程度来讲，都是如此。目前跳绳机主要分为单人跳绳机和多人跳绳机两种，前者主要用于个人和家庭，后者主要用于学校或健身中心等公共场合。而就技术难度和科研创新方面来讲，多人跳绳机似乎更有挑战性，因为涉及到机械传动方面的知识和电学以及控制原理的知识综合应用的一个过程。跳绳机在国内甚至国际上都还未打开属于它的市场来，所以现在也正是好时机打开这个市场，并且随着科学技术的不断发展和进步，相信跳绳机会越来越多地出现在群众的生活中。跳绳运动内容丰富、形式多样，最令人推崇的是它具有很高的强心健身价值，欧美一些医学专家称跳绳为“最完美的健康运动”。近年来，跳绳运动在世界各国有了全新的认识和研究，并得到了迅速发展，呈现出了组织化、规范化和普及化的特点。 随着人们生活水平的不断提高，跳绳运动在世界各国有了全新的认识和研究，并被越来越多的人选择作为锻炼身体的主要运动手段。所以我相信发明一种能帮助人们在日常跳绳运动中获得更高效率和更大乐趣的跳绳机器定能受到广大跳绳运动爱好者的喜爱和青睐。从而对推广跳绳运动在大众体育中的普及度也有很大的促进作用，对提高广大人民群众的身体机能和基本身体素质也有着非常重要的现实意义。 当今社会，基于科技的进步、经济的快速提升和经济文化的一体化，东西体育文化产生激烈的碰撞，民族传统文化在一定程度 呈弱化与衰颓之势。民族传统体育在学校体育中的应用也过于贫乏，既缺乏这方面的人才，也缺乏对这方面的科学研究。即便一些民族传统体育受到视也多是以进军奥运会、全运会或其他形式的比赛为重点，着重开发它的竞技性，而忽视了其实用价值的开发，似乎是体育项目必须走向奥运会才是有价值的标志。对跳绳运动的忽略也折射出我国体育教育及体育发展中的一个弊端：一味追求奖牌效应，而对国民健身效应重视不够。全民健身计划实施任务中要大力提倡推广喜闻乐见的、简单易行的群众体育健身方法，我国很多民间传统体育娱乐项目具有简单易行、强身健体的功效，这是一些西式体育项目所不能替代的。从这种意义上说，跳绳运动等项目应该得到更多的重视和提倡，它必将大大有益于我国国民的身心健康。而跳绳机的生产水平和科学技术含量在全世界范围内尚未得到明显的发展和提高，国内的发展水平和重视程度尤为低下，与国际发达国家尚有一定差距，无论是从科学技术含量上或是从对这个新鲜产品的重视和关注程度来讲，都是如此。随着人们生活水平和生活质量的提高，人们对跳绳机的要求也是越来越高，并有越来越多的人喜欢功能强大，娱乐性强的跳绳机器，这必将是一块很具有潜力的市场。相信在这块领域多下点工夫，肯定可以有所作为。2 方案设计2.1基本功能自动跳绳机的基本功能就是实现机械装置自动抡绳，是以多人跳绳为目的的一项健身娱乐装备，可以广泛在居民小区、公园、学校、城市休闲广场等地方使用，代替多人跳绳的人力抡绳，满足人们健身娱乐的需要，将运动健身和娱乐融合在一起，在运动中得以锻炼。将跳绳系于跳绳机上，通过给电机供电，在控制部分的控制下执行机构完成相同的抡绳动作。结构包括驱动电机，传动，制动，控制等，实现了安全实用的多人跳绳需要。（图2-1为一种自动跳绳机使用现场）2.2设计参数及相关要求a.多人跳绳时的一般甩绳甩速为：30 r/min120 r/min；b.多人跳绳的一般甩绳高度为800mm1600mm；c.多人齐跳时要需要有比较稳定的甩速；d.当有人拌绳时甩绳必需在产生危险之前停止甩动。2.3方案设计比较2.3.1 方案一方案1主要由主动轮、电动机、传动带轮、V带、挡圈、常闭控制开关、轴承、传动轴、左摩擦离合器、右摩擦离合器、摇臂、弹簧、电机调速器、机架等构成。图1自动跳绳机使用Fig.1 Automatic rope skipping machine use工作原理为：它以交流调速电机为动力，通过传动带向轴杆传递力矩，同时带轮改变传动比，达到需要转速，再由轴杆上离合器向摇臂传递力矩并使摇臂转动，通过使用调速电机与电机调速器，可以实现对跳绳转速调节，从动端的摇臂通过绳子跟随主动端的摇臂同时转动，摇臂规格一致，即抡绳高度一致，这样实现两头同时等高抡动的功能。它还装置了在踩绳或拌住时的安全保护机构。也设置了满足甩绳大、小力矩的平稳甩动的机构，它实现了自动甩绳，不会使手臂酸痛，适应了不同人群的甩绳速度的需求。以下图为列简单介绍其结构功能：（图2 方案1结构图）它由主机架（1）、电动机及调速器（2）、小带轮（3）、V带（4）、大带轮（5）、传动轴（6）、轴承座（7）、摩擦离合器（8）、圆螺母（9）、常闭控制开关（10）、弹簧（11）、传动套管（12）、摇臂（13）、辅助机架（14）、辅助旋转机构（15）组成。各部件的连接关系为：电动机及调速器（2）固定于主机架（1），小带轮（3）安装与调速电动机上，通过V带（4）与大带轮（5）连接传动。大带轮（5）固定于传动轴（6）轴端，传动轴（6）上有轴承座（7）、摩擦离合器（8），传动套管（12）一端连接摩擦离合器（8），上有圆螺母（9）、弹簧（11），摇臂（13）连接于传动套管（12）。常闭控制开关（10）固定于主机架（1）上。辅助旋转机构（15）固定于辅助机架（14）上。图2 方案1结构图Fig.2 The first Scheme structur