一、案例介绍

　　本案例制作的是一个动态的健身模型，主要使用黑、白两种颜色的PLA打印而成，机器主体为黑色，小人以及其它连接结构均为白色。模型采用3.7V锂电池供电，搭配GA12-N20直流减速电机(60RPM)，通电时电机通过齿轮传动以及曲柄摇杆机构，带动小人的四肢关节灵活转动，仿佛在健身房里健身，十分逼真。本案例用到的零件数量较多，且体积较小，组装的时候一定要仔细。

二、效果展示

三、设计灵感

　　达·芬奇曾说：运动是一切生命的源泉。在21世纪的今天，人们不断的为学习或工作所累，亚健康情况越发严重，拥有了经济物质基础的现代人健康亮起了红灯，这时健身产业成为了当下最火热也是最重要的必需品。某天在https://www.instructables.com/Perseverance-Petite-Motorized/上看到作者gzumwalt制作的健身模型，栩栩如生，于是也想DIY一个，以鞭策自己坚持健身。

四、技术原理

　　本案例在通电时，电机通过齿轮传动，结合三处曲柄摇杆机构带动小人身体以及关节重复运动。如下图：曲柄摇杆机构是指具有一个曲柄和一个摇杆的铰链机构。通常，曲柄为主动件且等速转动，而摇杆为从动件作变速往返摆动，连杆作平面复合运动。曲柄摇杆机构中也有用摇杆作为主动构件，摇杆的往复摆动转换成曲柄的转动。

五、物料清单

序号	名称	图片	数量
1	3.7v锂电池翠绿色 502030/250毫安		1
2	GA12-N20直流减速电机 60转每分钟 6V		1
3	杜邦线公对母		若干

六、制作步骤

　　打印模型

　　小人

　　"Torso.stl" x1

　　"Arm.stl" x2

　　"Leg Left Lower.stl" x1

　　"Leg Right Lower.stl" x1

　　"Leg Left Upper.stl" x1

　　"Leg Right Upper.stl" x1

　　"Axle Arm Leg Torso.stl" x2

　　"Axle Arm Torso Short.stl" x2

　　"Axle Leg Lower.stl" x2

　　底座 "Base.stl" x1

　　"Spur Gear(20 teeth).stl" x3

　　"Spur Gear(10 teeth).stl" x2

　　"Gear_mid.stl" x1

　　"Arm Leg Long.stl" x2

　　"Arm Torso Long.stl" x1

　　"Arm Torso Short.stl" x1

"Arm Leg Short.stl" x2

"Axle Gear Idler.stl" x1

"Axle Arms.stl" x1

"Eccentric Leg.stl" x2

"Eccentric Torso.stl" x1

　　"Axle Arm.stl" x10

　　"Axle Gear.stl" x1

　　"Axle Torso.stl" x2

　　"Axle Arm Leg Torso.stl" x1

模型组装

　　小人

　　使用两个“Axle Arm Leg Torso.stl”将两个“Arm.stl”连接到“Torso.stl”，确保手臂可以自由转动。

　　使用“Axle Leg Lower.stl”将“Leg Left Lower.stl”安装到“Leg Left Upper.stl”，确保左小腿可以自由转动。

　　使用剩余的“Axle Leg Lower.stl”将“Leg Right Lower.stl”安装到“Leg Right Upper.stl”。同样，确保右腿也可以自由转动。

　　最后分别使用一个“Axle Arm Torso Short.stl”将左腿组件、右腿组件连接到躯干的两侧，确保四肢都可以自由转动

　　底座使用“Axle Gear Idler.stl”连接两个“Spur Gear (20 gear).stl”，确保装配紧密，且正齿轮的齿对齐。

　　将上一步的组件装入底座(Base.stl)中，并用一个“Axle Arm.stl”固定好，确保组件在底座中可自由旋转;将剩余的大齿轮“Spur Gear(20 teeth).stl”安装到底座中，并使用两个“Eccentric Leg.stl”固定好(拧紧后，两个“Eccentric Leg.stl”的夹角呈180 度)，确保齿轮在底座中可以自由旋转。

　　将一个小齿轮“Spur Gear(10 teeth).stl”安装到底座中最低的位置，并使用一个“Axle Arm.stl”固定好，确保齿轮在底座中可以自由旋转。

　　将第二个小齿轮安装在底座最上方的位置，并使用一个“Axle Arm.stl”和一个“Eccentric Torso.stl”固定到位，此时齿轮也可在底座中自由旋转。

　　安装最后一个小齿轮(Gear_mid.stl)在中间位置，电机从右侧穿过，轴穿过齿轮中间的孔。

　　使用一个“Axle Arm Leg Torso.stl.stl”以及两个“Axle Arm.stl”将“Arm Torso Short.stl”以及“Arm Torso Long”安装到底座中所示位置。

　　使用两个“Axle Arm.stl”以及一个“Axle Torso.stl”将“Arm Leg Long.stl”以及“Arm Leg Short.stl”安装到底座中所示的位置。

　　另一侧类似，使用两个“Axle Arm.stl”以及一个“Axle Torso.stl”将“Arm Leg Long.stl”以及“Arm Leg Short.stl”安装到底座中所示的位置。

　　将小人的手穿过“Axle Arms.stl”，固定在底座上，并将小人的脚尖分别与两侧的“Arm Leg Long”相连;最后将电机接上锂电池，小人就能运动起来了。

七、优化方向

　　1.改用太阳能电池，让健身小人持续运动。

　　2.本模型装配处螺丝较难拧，后期可改用其它结构相连接

八、模型文件

健身模型

13.0MB关联模型

创客玩法：磁性关节蛇