拥有自动收绳、防滑和洗手功能的高级跳绳

李静怡

（一）项目背景

跳绳是一种十分普遍的运动器材，它可以锻炼全身肌肉，它轻巧灵活，不像哑铃那般沉，而且男女老少都可以使用。但是在使用传统的跳绳时，会出现一些问题。例如，夏天天气炎热，跳绳时手容易出汗，出汗太多就有可能将手柄甩出去误伤旁边的人或损坏旁边的物品；冬天温度低，手柄比较冷，人握着没那么舒适。不仅如此，对许多人来说，跳绳运动结束后，绳子的收拾整理是一件比较麻烦的事情，于是我便想能否设计一款冬天不会觉得手柄冰冷、防滑、还能自动收绳的跳绳。

（二）项目调查

我在淘宝网上查了一些跳绳的相关产品，如图4-46所示。

图4-46　电商平台中相关跳绳产品

表4-11　产品特点对比表

通过对比我发现，市面上的跳绳普遍都有收绳麻烦的缺点，而且这样整理的跳绳也占用空间。同时我通过观察我的同学发现，他们每次跳绳结束后收拾整理绳子的意愿不是特别强，有些同学甚至不整理，任由绳子卷成一团，下次使用时再花时间解开。而我设计的自动收缩跳绳就避免了这个麻烦。我在国家知识产权局网站查询发现，网站上自动收缩跳绳是通过弹簧、手动转动转轴、旋转手柄、轴承等方式进行收绳，而我是利用电池驱动马达达到收绳的效果。同时，我设计的这款跳绳还能存放防滑粉，防止手心出汗将手柄甩出去。由于使用防滑粉，手会脏，因此我在另一端手柄顶端的储物小盒子添加了免洗洗手液，这样跳绳结束后就可以使用免洗洗手液清洁手部。

表4-12　便携式自动收缩跳绳特点表

（三）原理研究

我设计的跳绳手柄内部是中空结构，有利于收纳绳子，同时，手柄内部有一条由电池、开关、马达形成的闭合回路（见图4-47），当按下手柄上的开关时，电流通过。这时马达利用电磁感应原理，其内部的漆包线按照固定的绕组缠在转子上。马达换向器有3个极，当电流通过其中的2个极的时候，转子导体切割旋转磁场而产生感应电势，在电势的作用下，转子导体流过电流，转子电流与旋转磁场相互作用，快速旋转，转子连接的绳子也随着旋转而收回手柄内部绕在转子上；当第二次按下开关时，电路断开，电流无法通过马达，转子停止旋转，绳子停止缠绕。

图4-47　手柄内的电路图

（四）查新研究依据

我在国家知识产权局查询到一项专利（如图4-48），该专利为一种单绳自动跳绳机。使用者根据需要并通过调节机构调整绳套组件的运动轨迹半径后，驱动电机驱动转动盘转动，连接有绳子的绳套组件绕转动盘的中轴线做圆周运动，进而实现摇绳机构之间的绳子运动，以达到方便使用者进行跳绳训练的目的。(www.xing528.com)

图4-48　单绳自动跳绳机运动效果

同时还有另一种自带发电功能的跳绳（如图4-49），它采用新型发电机构给储能电池发电，绳体通过旋转部直接带动磁芯转子在线圈内转动发电，减少了齿轮组与发电机外壳等不必要的组件，在提高电能转化率的同时，还大大减少了发电机构在手柄内的空间占有率，使得手柄无需扩大体积便能将跳绳结构与发电结构有效结合。

图4-49　自带发电功能的跳绳的示意图

专利网上有自动收缩的跳绳，我设计的跳绳是通过马达转动实现收绳，其他的跳绳多利用弹簧、摇手柄等方式收绳。同时，这款跳绳还附带防寒防滑的优点。目前市面上没有与我的相同的作品。

（五）设计及测试

1.第一版设计

第一次设计的时候，我先用GoogleSketchUp软件设计了模型。我将手柄设计为圆筒的形状，同时顶部有一个可旋转的圆台，用来卷绳子。圆筒内部有挂钩能够钩住绳子，从而固定绳子。这样的设计可以将绳子收纳在手柄中，但是由于手柄壁设计较厚，导致手柄空间不足，马达、开关、导线、电池无法放入，无法实现自动收绳的功能。同时跳绳功能较为单一，创新性不够强。我便重新构思，重新设计。

2.第二版设计

我用3D打印机打印了一个手柄，将马达与开关以及电源连成闭合回路，让马达能够转动。接着，我便尝试改进绳子的材质。首先我用普通的橡胶跳绳连接在马达的转子上，由于跳绳重量太重，马达无法转动；我又用三股的尼龙绳，仍然无法实现收绳功能；最后用了两股的尼龙绳才实现马达的转动。我将马达放进手柄内部，开关位于手柄前端，绳筒内马达的转子前端有一个直角拐点，可以卡住绳子，这样在跳绳时不会因为绳子晃动使手柄内部多余的绳子滑出手柄。同时我还在两个手柄尾端添加了一个小空间用于放置防滑粉以及免洗洗手液，对于手容易出汗的人来说，可以在跳绳前将防滑粉涂抹在手上防止跳绳过程中因为出汗造成手滑而将手柄甩出去，跳绳结束后也可利用免洗洗手液清洁手掌。

图4-50　手柄3D设计图

3.使用测试

作品制作好以后，我对作品进行了测试。绳子松动，我可以将绳子抽出选择合适的绳子长度；跳绳过程中，手柄内多余的绳子并不会滑出增加绳子长度。跳绳前我涂抹了手柄中的防滑粉，增加了手掌与手柄的摩擦力。现在正值冬天，在手柄外部增加手柄套，不会觉得手柄是冷的。跳绳结束后，我按下开关，绳子自动收进手柄，我还可以用另一手柄中的免洗洗手液清洁手掌。总的来说，这款产品既能节约时间，又极为便携。

（六）结 论

目前，市面上的跳绳只具有能计数、锻炼身体的作用，并没有自动收绳的功能。市场上缺乏此类产品。在专利网上有自动甩绳的跳绳机，用弹簧进行自动收缩的跳绳，用手柄摇动来进行收绳的跳绳，并没有像我这样用电池连接马达，利用马达转动来自动收绳的产品。

我设计的这款跳绳具有自动收绳、防冷手、节约空间的功能，还附带免洗洗手液及防滑粉。与传统跳绳相比，既能节约收绳时间，又能防滑，还能清洁手部，极大地增加了便利性。