划船器的设计及运动分析

陈铁日

（沈阳航空航天大学 机电工程学院，辽宁 沈阳 110135）

引言

划船健身器是近些年多种健身器械中比较受欢迎的健身器械之一。划船器在健身时，拉动的力量通过四杆机构[1]传递至各个部位。但是户外的划船器座椅和把手的距离存在许多问题，而且座椅在运动中容易偏移导致发生老年人滑下座椅的情况。本文通过查阅有关人在使用划船器健身时对身体状态的影响[2-4]，在已有的划船器[5]的基础上进行改进，最终设计出了一种新型的健身器械。本文通过使用SolidWorks建立了该划船器的物理模型，并使用MATLAB[6]对该划船器的运动进行了动力学模拟[7-9]，为能够更好地对划船器进行改进与升级奠定了基础。

1 机构外形

图1为该机构的运动简图。其中，该机构的等效主动件可视为杆AB或杆CD。装置的初始位置即为死点位置，初始时Q与杆EF使得整个装置的位置得到固定。

图1 划船器的机构运动简图

2 建立数学方程并输出运动图像

因为BPD为刚体，故P点运动状态与B点运动状态相同。因此易求得Y、X坐标参数为：

对上述两式进行求导，得到Y、X的速度参数为：

对上述两式继续求导，得到Y、X的加速度参数为：

为验证上文中利用参数坐标方程所输出的运动曲线是否正确，本文使用了SolidWorks中自带的运动曲线输出模块“SolidWorks Motion”中的“Motion分析”再次输出了Y方向与X方向的运动曲线，通过对比两次关于Y方向与X方向运动曲线的输出，发现两运动曲线一致，验证了上文利用参数坐标方程所输出运动曲线的正确性。……