健身衣

健身洗衣一体机

摘要：目前，洗衣机作为普通的家电在我国已经较为普及。而洗

衣机的种类也是多种多样，与此同时，波轮式洗衣机以它的普通，便

捷，价格低廉以及高效等优点，使它在我国有着较高的普及率，使用

率最广。在科学技术日益发展的今天，国家大力倡导要在可续发展观

的指导下进行经济发展与科技发展，所以，节能与环保显得尤为重要。

但是在经济发展的同时，人们往往忽略了自身身体的健康问题，所以，

如何使人们能够方便有效的进行身体锻炼就成为需要及时解决的问

题。

关键词：洗衣机自行车健身节能环保

一．洗衣机的发展历程及分类

我国的洗衣机的生产发展大致经历了从仿造单桶，双桶到当今的

新水流、半自动、全自动、套缸式洗衣机。

目前我国家用电动洗衣机的生产总量城镇拥有率在1998年超过

90%，大城市的普及率已达到99%。在我国消费者以使用波轮式洗衣

机为主，城市的以使用波轮式全自动洗衣机为主，农村以使用波轮式

双桶洗衣机为主。滚筒式洗衣机产销量占10%左右，搅拌式洗衣机产

销量占1%左右，滚筒式、搅拌式洗衣机大多在城市使用。

目前我国的家用电动洗衣机大部分是波轮式、滚筒式、搅拌式三

种机型，所占的比例分别为83：12：1。波轮式分为普通型和全自动

型，普通波轮式又分为单桶式和双桶式，现在单桶洗衣机的产量逐年

萎缩。正是因为波轮式洗衣机在我国有着很高的拥有率与使用率，这

使本次健身洗衣一体机的研究有了具体的意义。

二．洗衣机的工作原理与结构

波轮式双桶洗衣机由连在一起的两个桶组成即：洗涤桶和脱水

桶，实际上也就是单桶洗衣机和脱水机相组合。它的洗涤部分和脱水

部分各有自己的定时器和电动机。洗涤和脱水可同时进行，它们相互

独立，互不干扰。双桶洗衣机的洗涤和漂洗主要在洗涤桶中进行。

（1）双桶洗衣机洗涤的基本工作原理是：

接通电流后，洗涤电动机在定时器的控制下做“正转—停一反转”

的旋转运动，并通过皮带传动带动波轮做同样性质的、低速的旋转运

动。正反水流与桶壁的相互翻滚碰撞，将洗涤物上的污垢溶于水，从

而达到洗涤的效果。

（2）脱水的基本工作原理是：

脱水桶壁上设有许多小孔，当脱水电动机高速旋转时，脱水桶内

的洗涤物产生强大的离心力，由于离心。力的作用，洗涤物上的水珠

沿旋转线速度的切线方向被甩出脱水桶，从脱水外桶顺着排水管排

出。

图1洗衣机结构图

三．健身原理与功能

在如今的社会中，人们的生活节奏在不断地增快，而导致的直接

的结果是时间的紧张，所以现代人缺少必要的身体锻炼，从而致使身

体健康方面的一些负面影响。所以，如何能够方便并且有效的进行身

体锻炼就成为了一个备受关注的话题，与此同时什么样的健身器材能

够使人们可以方便有效并且可以不受时间和空间的限制进行身体锻

炼也成为了一个热门的课题。

（1）健身原理：

市场上目前的适用于家庭使用的健身器械主要有健身车系列以及

跑步机系列。健身车系列是一种模拟自行车运动形式的健身器械，属

于有耐力性有氧代谢运动。而跑步机系列则是模拟散步、跑步运动的

健身器械。而本文所介绍的健身洗衣一体机应运而生，他的健身原理

和健身车的健身原理有相似之处。健身原理来源于骑自行车,坐在车

座上，将双脚放到脚蹬上，两个脚蹬脚踏板，使得脚踏板做圆周运动，

如此循环往复运动，不仅可以锻炼后背、腰部、腿部，而且能将人体

的重力转化为前进的动力，从而带动洗衣机转动进行工作。

（2）功能：

乘骑自行车时，驾车者的四肢及躯干部位均可得到明显锻炼，是

锻炼身体的理想器材。众所周知，骑自行车是一种十分健康有效的健

身方式。健身自行车健身的作用能预防大脑老化，提高神经系统的敏

捷性;能提高心肺功能，锻炼下肢肌力和增强全身耐力;还能减肥;并且

能益寿延年。综上所述，健身洗衣一体机的健身功能还是值得肯定的。

上述的是健身洗衣一体机的一种功能，它除了健身功能之外还有一种

特别实用的功能：洗衣功能。它的洗衣功能主要是因为它的重要组成

部分：洗衣机。健身洗衣一体机的整体并没有对洗衣机做过多的改变，

由于整体性没有改变，所以，它依旧能够进行正常的洗衣脱水工作。

而和正常的洗衣机的区别就是驱动力由电能驱动变成人力驱动。

四．节能与环保

受可持续发展潮流的影响，节能减排指标的关注领域拓展到经济、

社会、生态和制度的各个领域，可持续发展的节能减排指标体系通常

是多维度多层级组成的复合系统。为了积极响应号召，健身洗衣一体

机从经济、社会以及生态三方面体现了可持续发展的思想。

（1）节能

当今的社会是信息化社会，信息科技迅猛发展。随着科技，信息

技术等的迅速发展，电器产品日益增多，对电能用量的大量增加，以

及煤炭，矿石，石油等能源的日益紧缺的情况下，人们提出了节能的

观念，各种节能技术被开发并用于设计更加节能的电器设备中。而这

种健身洗衣一体机正符合节能的要求，既能进行身体锻炼同时又满足

生活实用。这种洗衣机以人力作为原动力，替代了普通洗衣机用电能

作为能源的模式，以生物能作为原动力，从而通过做功将生物能转变

成机械能而带动洗衣机工作。在工作过程中的功能转换率较高，不会

产生较多的能量浪费，而且在工作过程中不会出现以电能作为动力的

电动机的发热问题，从而避免了以电能作为能源时电动机产生的热能

的损耗和浪费。下面举实例来说明节能的意义：在生活中，洗衣机的

洗涤功率为400W，脱水功率为250W，人们用洗衣机清洗衣物一次

大概需要0.05度，假设一个一周洗两次衣物，那么1000万人一周需

要100万度电量，中国的人口大约是13亿，这样算下来，一周大概

需要1.3亿度电，这是一个庞大的数字，更是一个醒目的数字，如果

大家用这种节能的健身洗衣机，不仅能够锻炼自己的身体，而且还能

节约大量的电能，将会为我国的节能减排和可持续发展做出重大的贡

献。

（2）环保

如今的人们不仅提倡节能，同时倡导环保。所以人们大力倡导低

碳生活，此项用人力代替电力洗衣机的发明正是响应了这个号召。在

我国，如今的发电厂主要还是用的火力发电，电的产生会消耗大量的

煤炭，我国作为资源稀缺国，煤的存储量是有限的，而此项发明的推

广将会节省大量的资源。煤的燃烧会产生大量的二氧化碳和其它的废

气，而二氧化碳会造成臭氧层的空洞，导致的直接后果是紫外线大量

直射到地球，给人们的身体健康带来巨大危害。而煤燃烧产生的SO2，

CO等会严重污染大气，SO2会造成酸雨，给环境和人类的健康造成

危害。洗衣机作为较大功率的家电，在使用过程中通常会消耗大量的

电，这样就意味着需要燃烧大量的煤，同时会有大量的有害气体排入

空气，给人类的生存埋下巨大的隐患。

五．工作原理

下图是整体的传动机械原理图，从图中可以看出，本课题所制作

的健身洗衣一体机的传动路线和简要的传动原理。它以人体的生物能

为原动力，通过做功转变为机械能带动洗衣机运转，从而节约了大量

的电能，达到节约能源的作用，同时它又不会对空气造成影响，可以

说是理想的健身洗衣设备。

→→

↓

←←

原动力（人体的

生物能）

健身设备（自行

车踏板）

链条

变速箱【变向（正

反方向）；变速】

锥齿轮【变向（横

向→纵向）】

链条

↓

→

↓↓

图2传动原理图

从上图可以看出，本文所介绍的健身洗衣一体机主要是由健身自行

车、洗衣机以及变速箱三部分组成。健身自行车是动力源。而变速箱

的主要作用是对转速和转向的进行适当的转换，最终达到可以使洗衣

机正常运转的目的。

变速箱作为中间装置起着至关重要的作用，一方面：健身自行车

的转速不能够支持洗衣机的正常工作，所以必须通过变速箱的变速功

能进行适当的增速，使之可以达到洗衣机正常工作的转速要求。另一

方面：波轮式洗衣机的洗衣原理是通过控制波轮的“正转—停一反转”

的低速的旋转运动。正反水流与桶壁的相互翻滚碰撞，将洗涤物上的

污垢溶于水，从而达到洗涤的效果。而健身自行车在正常工作的情况

下无法实现反转的工作，所以需要通过变速箱来实现转动方向的改

变，以实现洗衣机的正常工作要求。

从上图1可以看出波轮式洗衣机的波轮在转动时波轮的转动水平

洗衣机转轮

链条

健身洗衣一体机

方向的，而变速箱的输出转向是垂直方向的，所以需要解决的还有输

出速度的方向的问题。而解决这一问题的关键是需要一对锥齿轮，这

样就可以通过锥齿轮传动来实现输出速度方向的一致性，从而使洗衣

机最终正常运转。

六．传动的设计

洗涤功率：260W；转速300r/min

脱水功率：140W;转速900r/min

假设自行车的转速为100r/min；

初设计主动轮齿数z=48

脱水时：i1=1.5则n1=150r/min

i2=2则n2=300r/min

i3=2则n2=600r/min

i4=1.5则n4=900r/min

洗涤时：i1=1.5则n1=150r/min

i2=2则n2=300r/min

i3=1则n3=300r/min

i4=1则n4=300r/min

参考文献

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2.陈晓洁腿部锻炼可提高心衰患者运动能力科教导刊2011年

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年第1期

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