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研究生:黃哲男
研究生(外文):Che-Nan Huag
論文名稱:蛙式游泳學習器之概念設計
論文名稱(外文):Conceptual Design of a Learning Device for Breaststroke Swimming
指導教授:陳正光陳正光引用關係
口試委員:徐正會林鎮洲
口試日期:2007-07-19
學位類別:碩士
校院名稱:國立臺北科技大學
系所名稱:機電整合研究所
學門:工程學門
學類:機械工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2007
畢業學年度:95
語文別:中文
論文頁數:73
中文關鍵詞:蛙式游泳凸輪學習器
外文關鍵詞:BreaststrokeSwimmingCamsLearning Device.
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游泳是一項有益的運動健身活動,目前各項游泳的學習器並沒有,而游泳池數量及開放時間皆受到限制,因此對想要學游泳或是想要游泳健身的人而言,皆相當不便。本研究旨在研發一種蛙式游泳學習器材,其主要目的是提供給初學者或利用游泳做健身或復健者使用,不需要進入游泳池游泳而可達到游泳效果,增加學習及健身或復健的便利性。本研究首先利用量測取得的蛙式游泳時手腕、手肘、膝關節及踝關節的空間軌跡,再分別設計以X、Y、Z三個方向的凸輪機構來重現運動軌跡,以之帶動使用者手腳做正確的蛙式動作。此研發設計藉由Pro/Engineer Wildfire 2.0軟體,進行尺寸合成,並進行動態模擬,驗證此設計符合需求及其可行性。
Swimming is one kind of sports and exercises, which is very good to health. So far, there is no learning device for swimming. The swimming pools are not enough and the available open hours for most swimming pools are not all the year round. It is, therefore, inconvenient for the beginners and persons who take swimming as a regular exercise as well. This thesis presents a new design of learning/exercise device for learning swimming and swim exercise without swimming pools. It could increase the convenience of learning, exercising and rehabilitating. Firstly, we analyzed the paths of hands’ and legs’ motions for breaststroke swimming. The results of this analysis are used to synthesize the required cam mechanisms to perform such specified motions and to guide the swimmers to follow the exact paths of hands and legs. This design uses Pro/Engineer Wildfire 2.0 software to do dimensional synthesis. Through the simulations in Pro/Engineer Wildfire 2.0, the design requirements and its feasibility have been confirmed.
中文摘要 i
英文摘要 ii
誌謝 iii
目錄 iv
表目錄 v
圖目錄 vi
第一章 緒論 1
1.1 研究背景與動機 1
1.2 研究方法與步驟 6
1.3 論文架構 7
第二章 蛙式游泳器材之文獻回顧 8
2.1 無依循運動路徑之訓練方式 8
2.1.1 古代訓練法 8
2.1.1.1 法國 8
2.1.1.2 美國 9
2.1.1.3 德國 10
2.1.2 現代專利文獻 11
2.1.2.1 蛙式游泳健身器 11
2.1.2.2 蛙泳健體多功能練習器 12
2.1.2.3 多功能健身器結構 14
2.1.2.4 多功能健身器材 16
2.1.2.5 游泳健身練習器材 17
2.1.2.6 游泳訓練器 18
2.2 依循運動路徑之訓練方式 20
2.2.1 多功能游泳訓練器 20
2.3 文獻總結 24
第三章 蛙式游泳學習器之概念設計 25
3.1 蛙式運動路徑擷取 27
3.1.1 蛙式運動路徑之量測 27
3.1.2 建立蛙式3D運動路徑: 29
3.2 函數產生器之設計 34
3.2.1 運動曲線選用 35
3.2.2 凸輪輪廓設計 36
3.3 路徑輸出裝置設計 44
3.3.1 放大機構之設計 44
3.3.2 運動路徑輸入方式 46
第四章 蛙式游泳學習器之應力分析與動態模擬 55
4.1 蛙式游泳學習器之應力分析 55
4.1.1 負載設定 55
4.1.2 蛙式游泳學習器之受力設定過程 57
4.1.3 蛙式游泳學習器之應力分析結果 60
4.2 蛙式游泳學習器之動態模擬 62
4.2.1 Pro/Engineer Wildfire 2.0 之動態模擬設定 62
4.2.2 動態模擬之結果分析 65
第五章 結論與未來展望 69
5.1 研究成果 69
5.2 建議與未來展望 70
參考文獻 71
參考文獻

[1] 王冠英,賈玉瑞,游泳運動,網路資料,網址http://class.htjh.tp.edu.tw/ht135/%B4%E5%AAa%B9B%B0%CA.htm,中華民國95年12月擷取。
[2] 海軍軍官季刊-第二十五卷二期,網路資料,http://www.mnd.gov.tw/publication/subject.aspx?TopicID=1989,中華民國95年12月擷取。
[3] 審計部績效審計綜合成果,網路資料,http://www.audit.gov.tw/Public/Doc/133/20060929143648048LySl.doc,中華民國95年12月擷取。
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[8] 余惠南,「蛙式游泳健身器」,中華民國專利公告#386456,1999。
[9] 黃凡九,「游泳健體多功能練習機」,中華民國專利公告#337715,1997。
[10] 陳古川,「多功能健身器結構」,中華民國專利公告#268073,2004。
[11] 郭正次,「多功能健身器材」,中華民國專利公告#453213,2000。
[12] 陳和發,陳和春,「游泳健身練習器材」,中華民國專利公告#273364,2005。
[13] James Davis, “Swimming Simulation System”, U.S. Patent #6,790,164, 2004.
[14] 悠游網,網路資料,http://bbs.chinaswim.com/read.php?tid=47720&fpage=1,中華民國95年9月擷取。
[15] 行政院勞工委員會,台灣地區人體計測資料庫,勞工安全衛生研究所網頁,網路資料,http://www.iosh.gov.tw/ergo.htm,中華民國96年1月擷取。
[16] Robert L. Norton, Design of Machinery, third edition, McGraw Hill, 2004.
[17] 陳正光、徐正會,機構學設計,台北,東華書局,1996
[18] 木內石著、 賴耿陽譯著,現代設計輯覽,復漢出版社,民國75年3月。
[19] 張澤厚著,機械設計,徐氏基金會出版,民國79年9月。
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