一种创新型划船自行车的设计

摘要：为满足人们代步、健身、休闲的需求，此文介绍了一种新型划船自行车，它既保留了自行车的代步功能，又融合了划船机的全身锻炼功能，具有3种户外骑行方式以及4种室内固定健身方式。

关键词：划船自行车；锻炼；多功能自行车

1    引言

目前，自行车在过去运输、代步功能的基础上，又增加了健身、休闲等功能。传统自行车具有许多细分种类：山地自行车、公路自行车……然而万变不离其宗，这些自行车都是靠双腿循环蹬踏来驱动车辆前行，上半身相对静止，驱动方式单一，仅能进行下肢锻炼，对希望靠骑车锻炼身体的人来说，实在不算是最佳选择。这种创新型划船自行车，既能够代步出行，休闲时令人享受大自然的美好，又能在骑行过程中调动全身的肌肉，锻炼全身，丰富骑行的乐趣。

2    划船自行车的设计方案

通过对比跑步机、椭圆机、划船机等多种现代健身器材，划船机的锻炼效率高，对人体的损伤小；连续做20 min的划船机训练，相当于在1 h里进行力量训练外加跑步机或者健身车的训练；可调动90%的大肌肉群[1]。

所以本设计将划船机的功能与自行车整合为一体。本车辆通过双手扳动手把连同摆杆，驱动齿轮轴、链轮等一系列传动链，同时辅以座垫前后滑动、腿部伸曲、腰腹卷曲等组合动作，驱动车辆前行（见图1）。

3    划船自行车的机械结构

划船自行车的主要构件包括：01车架、02前立管、03前脚撑、04前轮、05前叉、06转向钢丝、07齿轮箱、08小链轮、09副链条、10主链条、11曲柄、12脚踏、13后拨、14后轮、15滚轮、16座垫、17滑轨、18刹车、19手把、20转轴、21摆杆[2]（见图2）。

本车辆部分构件和普通自行车一致，例如04前轮、05前叉、10主链条、11曲柄、12脚踏、13后拨、14后轮、16座垫、18刹车、19手把、20转轴等。

传动系统的结构：07齿轮箱固定在01车架上，21摆杆与07齿轮箱的齿轮输入轴连接，08小链轮与输出轴连接，通过09副链条与自行车牙盘、10主链条等自行车传动机构连接，完成动力的传递。

转向系统的结构：传动自行车手把与前叉前轮采用刚性连接，手把转动即可控制车轮前进方向。本车辆由于手把一直处于运动状态，无法通过刚性连接控制转向，故采用19手把—20转轴—06转向钢丝—05前叉—04前轮的传动链来控制车辆前进方向，车把转动时，通过06转向钢丝，相应地带动04前轮同步转动，完成车辆转向。

座垫系统的结构：划船机是采用手臂、腿部、臀部、腰腹等肌肉的混合运动来完成的，因此划船自行车的座垫采用座垫+滑轨的模式，15滚轮组镶嵌在17滑轨轮槽内，16座垫固定在15滚轮组上，可以在滑轨上前后自由滑动。

4    划船自行车的使用模式

4.1    划船骑行模式

这种模式主要体现为：双手握住车把，向身体一侧回拉手把，摆杆摆动，动力通过07齿轮箱—08小链轮—09副链条—10主链条的传动链驱动车辆前行（见图3）。

采用划船骑行模式时，为符合人机工学且动作模拟划船机，骑行者双脚放在03前脚撑上，坐在16座垫上，16座垫会随着摆杆后拉，双脚在03前脚撑用力使双腿蹬直，臀部在16座垫相应地沿着17滑轨向后滑动。此时，人体上身由之前的前倾状态自然转为后仰状态，因此整个动作可以有效锻炼到脚腕、小腿、大腿、臀部、腰腹、手臂、肩颈、背部等全身超过90%的大肌肉群。

08小链轮采用单向链轮，即当摆杆向后摆动时，可带动后轮前行；当采用传统脚踏骑行模式时，11曲柄转动驱动14后轮转动，却不会带动摆杆摆动，即摆杆相对独立操控。

4.2    普通骑行模式

这种模式主要体现为：07齿轮箱内部设置齿轮棘轮组；可一键锁死07齿轮箱，即可保证21擺杆位置锁定。此时，骑行者可像骑普通自行车一样采取循环蹬踏自行车脚踏的骑行模式。21摆杆可在任意位置锁定，骑行者可根据自己喜好选择骑行姿势。此时，划船自行车的体验感和传统自行车几乎无差别。

4.3    混动骑行模式

这种模式主要体现为：锁定16座垫，臀部不再前后滑动，双脚放在12脚踏上，双手握住19车把，解除21摆杆的锁定功能，此时即可以采用混动骑行模式。双腿圆周循环蹬踏自行车脚踏的同时，双手拉动19手把，使21摆杆前后摆动，车辆同时获得2个驱动力，可以轻松获得前进的动力，手臂、腰腹、腿部同时参与到自行车骑行中，让骑行更轻松、骑行速度更快，同时也让骑行更有趣（见图4）。

4.4    室内使用模式

这种模式主要体现为：当采用骑行台将车辆后轮轴架起固定后，本车辆即相当于动感单车、室内划船机，甚至还能开发出划船机不具备的反划船动作（见图5）。

5    划船自行车的设计特点

作为一款全新型运动自行车，本车辆具有以下设计特点：（1）通过增加一个07齿轮箱和一个08小链轮，为传统自行车增加了一个附加动力，让通过手臂推拉驱动车辆前行变为可能。（2）划船机发力的动作简要概括就是手臂后拉，腿部蹬直，臀部后移，腰腹展开……为追求更完美的划船机体验感，本车辆设置了03前脚撑，骑行者采用划船骑行时，双脚踩在前脚撑，支撑发力；座垫设置在17滑轨上，可前后滑动。完整发力过程为脚撑—腿蹬—臀部后移—手拉手把……         （3）19手把一直处于相对运动状态，无法刚性与05前叉固定，故采用06转向钢丝加钢丝轮的组合方式，使19手把转动时，能够通过06转向钢丝带动05前叉和04前轮的转向动作。（4）为骑行安全考虑，摆杆设置一键锁定功能，当骑行者需要紧急刹车或固定车把采用普通骑行模式时，可以锁定摆杆，就能获得与普通自行车相似的体验感。（5）为适应不同身高的骑行者以及不同骑行者的使用习惯，本车辆21摆杆长度、16座垫高度、16座垫俯仰角度、03前脚撑角度均可调节，适应范围更广。

6    结束语

划船自行车是一款新型产品，既可以作为代步工具进行代步交通、短途旅行，又可以作为全面、新颖的健身工具[3]，对身体进行综合锻炼，让自行车这个健康、环保的交通工具最大化发挥健身休闲功能，丰富人们骑行的方式。划船自行车一经推出，马上在接触人群中引起强烈的反响，预计产品会在经济价值和社会价值上取得光明的前景。

参考文献

[1]爱秀美.划船机的锻炼效果 划船机减脂效果如何[EB/OL].（2018-06-22）[2022-12-02].https：//m-mip.39.net/fitness/mip_6344118.html.

[2]周峰.一种新型划桨脚踏自行车[P/OL].（2022-09-10）[2022-12-02].http：//static.tianyancha.com/patent/contentPDF/3fc4b5b4cea6d5c9913bd5376446cc39.pdf.

[3]小明.将单车与划船机融为一体，让户外骑行兼具乐趣与健身功能[EB/OL].（2022-11-10）[2022-12-02].https：//36kr.com/p/1994247804301828.