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一、设计背景
随着“低碳节能”的号角一路吹响，现行健身自行车不断改进，其采用由“生物化学能一机械能一电能”的模式，而笔者现另辟蹊径，采用由“生物化学能一机械能一风能”的模式，提出趣味型风能健身自行车。
试想，在健身房内，一边挥汗如雨，一边享受自己运动带来的凉风，岂不“拉风”一把，且为馆内加强了空气流动，减少了空调开支，达到节能的作用。
二、设计特点
1.整体介绍
如图，本健身自行车是在普通健身自行车的基础上改造而成，相对成本较低。采用二级变速驱动前置风扇，巧妙利用了如图带轮传递力时两带轮可成夹角配置，可直接将风扇盘在九十度范围内转动，直接减少因使用涡轮蜗杆变向带来的高成本。
2.做功方式的改变
目前，自行车的左右两个踏板是相对固定、并且位于一条直线上的。这种结构也就导致了自行车在运转过程中，使用者仅仅驱动其中一个踏板，并通过惯性的作用实现左右两个踏板受力的变化。
我们以使用者的大腿股骨头座位支点A，以主动轮盘的中心作为支点B，当踏板越过直线AB近点后，该踏板才可以受到推动其前行的推力，当踏板的的连接臂达到与直线AB垂直的位置时，此时使用者用在踏板上的力矩最大，随后逐渐变小，当踏板越过直线AB的远点后，使用者无法再对踏板施加压力，而另一个踏板此时正好位于直线AB近点，开始新的驱动。
所以，我们可以看到，人们在骑自行车时，踏板每旋转360度，其中只有其中180度范围内做功，而另外180度范围中是没有做功的。
如图，本设计改进了两驱动杆，让其分别通过超越式飞轮与主动轮盘联动，这样驱动杆反转时不会驱动主动轮盘，同时，两驱动杆用一刚性绳通过车架上的定滑轮连接，且在车架上为两驱动杆设置限位块。
采用这种驱动结构后，当使用者下踩左踏板，左踏板向下运动通过飞轮驱动主动轮盘，而右驱动杆在刚性绳的拉动下将向上运行。当左踏板运行到极限，也就是到达AB直线的远点后，此时左踏板无法再继续运转，右踏板达到AB直线的近点，并且限位块也将阻止右驱动杆继续运转，使用者的右脚开始发力，如此反复。
3.主动轮盘链条的优化设计
我们将人体正常输出力定为F=1500N，通过统计资料得知，人体踩踏自行车的频率约n=55／min，为产生较好风量，将风扇转速设为n2=360r／min。
通过以上数据可知，二级调速传动比为i=r／r1=n2/n=3.286
对主动轮盘可知其转动角动量为：
w=2×pi×n2／(2×60)=18.84rad／s
转速为v=wxr=-p／(2×sin(180／z1)×w=0.538m／s
可定主动轮盘齿数为46，从动轮齿数为14p=12.70mm
可知人体输入总功率为807瓦特，由其可知本设计所产生的风量大小，对于节能的帮助不小。而对于第二级，两带轮的传动比同上。
4.调速盘的运用
每个人对自行车的阻力要求不一样，因此，本设计用调速盘来代替在现行健身自行车上的阻尼片，对应于不同的需求，通过改变输出转速来改变输出力矩，使用者可高速踩踏来达到输出大风量的结果。
为适应大多数人群，以本设计的上述的主动轮盘直径为中心值，共设五个档，与它的相对‘比分别为：
2，1.5，1，0.7，0.5(适量参考运动型自行车的主动轮盘直径比大小)。
5.风扇盘的转动
为增加其工作灵活性，本设计的风扇盘可在90度的范围内传动，只需在风扇盘安装旋转轴及定位装置。
6.靠背的设计
运用人体工程学原理，在座位后增加一靠背，这样可以运用背部肌肉增加输出力矩，又可增加健身效果，可谓一举两得。
三、工作介绍
坐上本设计，调好主动轮盘上的调速盘，轮番踩动，可对自行车中心线正负四十五度角内送风，踩动越快，风量、风压越大，就越接近实际情况下的“拉风感觉”。
传动风扇盘，可对别人或场馆进行送风，利于节能。
四、设计优点
1.造价成本低
由于本设计所采用的结构，方式均为基本方式，且都为现行常用结构，故相对成本较低。
2.做功效率高
本设计将人体体能变为风能，并没有通过转化效率较低的电能，能量损失几乎在机械摩擦中，而期间的损失相对转化为电能要小得多，因为转化为电能不但有机械损失，还有电磁感应时的损失，以及变为其他需电设备电源时的损失。
3.节能
本设计将人体健身时消耗的能量转化为风能，对于使用者自身来说，不再需要空调设备，并且为枯燥的健身增加了趣味性，且又加大了场馆内的空气流动，减少了空调费用，达到节能减排的目的。
4.健身效果好
由于本设计增加了靠垫，能够锻炼人体的背部肌肉，以及改变驱动杆的设计，使之能让使用者自始至终做功，健身效果自然较好。
5.适用性强
调速盘的运用，使得输入力矩可以改变，适用了大多数人群的使用需求。
五、小结
资源枯竭已经拉响警钟，而人体能量却白白浪费掉，希望本设计能让我们从一定角度上认识到人体每天所消耗的巨大能量，珍惜点滴，累积如海。
随着“低碳节能”的号角一路吹响，现行健身自行车不断改进，其采用由“生物化学能一机械能一电能”的模式，而笔者现另辟蹊径，采用由“生物化学能一机械能一风能”的模式，提出趣味型风能健身自行车。
试想，在健身房内，一边挥汗如雨，一边享受自己运动带来的凉风，岂不“拉风”一把，且为馆内加强了空气流动，减少了空调开支，达到节能的作用。
二、设计特点
1.整体介绍
如图，本健身自行车是在普通健身自行车的基础上改造而成，相对成本较低。采用二级变速驱动前置风扇，巧妙利用了如图带轮传递力时两带轮可成夹角配置，可直接将风扇盘在九十度范围内转动，直接减少因使用涡轮蜗杆变向带来的高成本。
2.做功方式的改变
目前，自行车的左右两个踏板是相对固定、并且位于一条直线上的。这种结构也就导致了自行车在运转过程中，使用者仅仅驱动其中一个踏板，并通过惯性的作用实现左右两个踏板受力的变化。
我们以使用者的大腿股骨头座位支点A，以主动轮盘的中心作为支点B，当踏板越过直线AB近点后，该踏板才可以受到推动其前行的推力，当踏板的的连接臂达到与直线AB垂直的位置时，此时使用者用在踏板上的力矩最大，随后逐渐变小，当踏板越过直线AB的远点后，使用者无法再对踏板施加压力，而另一个踏板此时正好位于直线AB近点，开始新的驱动。
所以，我们可以看到，人们在骑自行车时，踏板每旋转360度，其中只有其中180度范围内做功，而另外180度范围中是没有做功的。
如图，本设计改进了两驱动杆，让其分别通过超越式飞轮与主动轮盘联动，这样驱动杆反转时不会驱动主动轮盘，同时，两驱动杆用一刚性绳通过车架上的定滑轮连接，且在车架上为两驱动杆设置限位块。
采用这种驱动结构后，当使用者下踩左踏板，左踏板向下运动通过飞轮驱动主动轮盘，而右驱动杆在刚性绳的拉动下将向上运行。当左踏板运行到极限，也就是到达AB直线的远点后，此时左踏板无法再继续运转，右踏板达到AB直线的近点，并且限位块也将阻止右驱动杆继续运转，使用者的右脚开始发力，如此反复。
3.主动轮盘链条的优化设计
我们将人体正常输出力定为F=1500N，通过统计资料得知，人体踩踏自行车的频率约n=55／min，为产生较好风量，将风扇转速设为n2=360r／min。
通过以上数据可知，二级调速传动比为i=r／r1=n2/n=3.286
对主动轮盘可知其转动角动量为：
w=2×pi×n2／(2×60)=18.84rad／s
转速为v=wxr=-p／(2×sin(180／z1)×w=0.538m／s
可定主动轮盘齿数为46，从动轮齿数为14p=12.70mm
可知人体输入总功率为807瓦特，由其可知本设计所产生的风量大小，对于节能的帮助不小。而对于第二级，两带轮的传动比同上。
4.调速盘的运用
每个人对自行车的阻力要求不一样，因此，本设计用调速盘来代替在现行健身自行车上的阻尼片，对应于不同的需求，通过改变输出转速来改变输出力矩，使用者可高速踩踏来达到输出大风量的结果。
为适应大多数人群，以本设计的上述的主动轮盘直径为中心值，共设五个档，与它的相对‘比分别为：
2，1.5，1，0.7，0.5(适量参考运动型自行车的主动轮盘直径比大小)。
5.风扇盘的转动
为增加其工作灵活性，本设计的风扇盘可在90度的范围内传动，只需在风扇盘安装旋转轴及定位装置。
6.靠背的设计
运用人体工程学原理，在座位后增加一靠背，这样可以运用背部肌肉增加输出力矩，又可增加健身效果，可谓一举两得。
三、工作介绍
坐上本设计，调好主动轮盘上的调速盘，轮番踩动，可对自行车中心线正负四十五度角内送风，踩动越快，风量、风压越大，就越接近实际情况下的“拉风感觉”。
传动风扇盘，可对别人或场馆进行送风，利于节能。
四、设计优点
1.造价成本低
由于本设计所采用的结构，方式均为基本方式，且都为现行常用结构，故相对成本较低。
2.做功效率高
本设计将人体体能变为风能，并没有通过转化效率较低的电能，能量损失几乎在机械摩擦中，而期间的损失相对转化为电能要小得多，因为转化为电能不但有机械损失，还有电磁感应时的损失，以及变为其他需电设备电源时的损失。
3.节能
本设计将人体健身时消耗的能量转化为风能，对于使用者自身来说，不再需要空调设备，并且为枯燥的健身增加了趣味性，且又加大了场馆内的空气流动，减少了空调费用，达到节能减排的目的。
4.健身效果好
由于本设计增加了靠垫，能够锻炼人体的背部肌肉，以及改变驱动杆的设计，使之能让使用者自始至终做功，健身效果自然较好。
5.适用性强
调速盘的运用，使得输入力矩可以改变，适用了大多数人群的使用需求。
五、小结
资源枯竭已经拉响警钟，而人体能量却白白浪费掉，希望本设计能让我们从一定角度上认识到人体每天所消耗的巨大能量，珍惜点滴，累积如海。