多功能健身转轮制作

宋学刚

随着社会的进步，人们的生活质量越来越高，对健身器材也提出了新的要求，要求其不仅经久耐用，还要美观大方、人工智能，充满趣味性与知识性。文章对传统的健身器材进行升级，推出一款人们在健身时既能发电又能播放音乐的智能健身器材。

一、设计背景

传统的健身器材功能比较单一。在使用旋转类健身器材時，让它通过旋转自己发电，播放优美动听的旋律，岂不是让进行身体锻炼的人更享受运动带来的乐趣？

二、研究过程

（一）最初设想

在转动的健身器材上安装一台发电机，让人们在健身的同时又可以发电，真是一个不错的想法！可我去了许多实体店都没有找到合适的发电机，后经指导老师提醒，在淘宝上找到并购买了一款电压为35V的直流发电机。

（二）初期制作

收到发电机后，我干劲十足地将其安装到自己制作好的木盒上，进行模拟试验。但是，在试摇了手柄两圈后，LED不发光了。

我利用万用表进行检查测量发现，发电机在转速30转/ min的情况下，发出的电压达到12 V。而一般情况下，健身时器械的转速能达到60转/ min，发电机的电压可达35 V，远远超出LED 3 V的耐压值。为此，我将LED改装到5V稳压电路后面，并通过计算，将它与一个电阻进行串联。

（三）首次改进

我上网查阅了大量的资料，并在老师的指导下，明白了影响发电机电压高低的因素，进一步掌握了整流电路、稳压电路等基础知识。结合这些知识，我找到了初期制作的作品失败的原因：装置没有经过整流及稳压电路，导致电压不匹配，最终烧了LED。

接着，我用电烙铁、万用电表，将四个二极管组成桥式整流电路，并接在发电机的后端电路中，又将5V稳压器接在移动电源前，按照下面的电路框架，对设备进行改进。

为了检测设备是否能将健身者的动能转化为电能并保存起来，我利用模型测试台做了一些测试，数据如下表（单台发电机工作时测得）：

（四）再次改进

虽然人们使用健身转轮时产生的能量能够转化成电能并储存起来，但我还是觉得美中不足。后来我在制作框架上又增添了一项新的内容——音箱。我在支架上开一个直径为60 mm的孔，将一只便携式无线蓝牙音箱安装入内，用铆钉固定在支架内部，连接好线路，并对开关进行改装，至此，整套装置制作及改进工作全部完成。 转轮转动时，音箱便播放动听的音乐。

三、作品结构图

四、创新点

第一，在旋转类健身器材上安装发电机，人们在健身时，将他们的部分动能转化为电能并储存起来。

第二，健身轮转转动时，就会播放音乐，让健身者心旷神怡。另外，该装置采用了电磁开关，做到人离关机。

第三，在健身转轮的支架上安装有USB接口，可给各类小功率供电设备供电。（指导老师 邓超玉 肖红耀）