本发明属于家用健身器械技术领域，具体涉及一种家用多功能健身洗衣机。
背景技术：
随着生活节奏的加快，工作负担加重，越来越多的人没有时间锻炼身体，因缺乏身体锻炼导致的亚健康成为影响人们生活和工作质量的重要因素之一。健身车在运动科学领域叫做“功率自行车”，模拟人骑自行车时的动作，属于典型的模拟户外运动的有氧健身器材，亦被称为心肺训练器材，是一种常用的室内健身工具。把洗衣机与健身车的功能理念结合起来，可以实现健身与洗衣功能一体化和低碳环保的生活方式。
现有健身洗衣机多采用定传动比的传动机构，只能以人力驱动，完成单一的洗衣或甩干功能，并且占用空间大，不适合家用；座椅、把手位置不能按需调节，对不同人群通用性不足。
中国专利201410290820.9公开了一种脚踏式健身洗衣机，脚踏运动提供动力，经过蜗轮蜗杆和齿轮传动将动力传到滚筒，实现洗衣。该健身洗衣机仅能洗衣，无法甩干；无把手且座椅不可调节。
中国专利201620210483.2公开了一种基于脚蹬机械式自动健身洗衣机，利用脚蹬和主动链轮，将动力传到从动链轮和滚筒，实现洗衣。该健身洗衣机仅能洗衣，不能甩干；无法实现电力模式洗衣，实用性较差；把手和座椅无法调节，通用性差；整机机构占地面积大，不可折叠，且设计时未考虑工作过程中滚筒产生的振动。
技术实现要素：
针对上述现有技术中存在的缺陷，本发明提供了一种家用多功能健身洗衣机，实现了包括健身、洗衣和甩干在内的多种功能，且操作机构可折叠，有效节省了存放空间。结合说明书附图，本发明的技术方案如下：
一种家用多功能健身洗衣机，由健身机架1、传动系统2、操作把手3和洗衣机4组成，所述传动系统2由两级链传动机构组成，安装在动力输入轴202上的第一链轮203和安装在中间传动轴205上的第二链轮204构成一级传动机构；通过电磁离合器207与中间传动轴205同轴连接的第三链轮208和安装在动力输出轴210上的第四链轮209构成二级传动机构；所述第二链轮204和第四链轮209均由大小不同的链轮同轴组成；
所述传动系统2中还包含两组换挡操纵机构，所述换挡操纵机构的控制端分别与第二链轮204和第四链轮209配合安装，控制第二链轮204和第四链轮209中不同大小的链轮参与传动，实现传动系统2中高低速挡位之间的切换；
所述动力输入轴202安装在健身机架1上，其两端连接脚踏201；所述中间传动轴205与动力输出轴210通过轴承组件安装在法兰板216上，所述法兰板216通过立柱217竖直固定在洗衣机4的外侧；所述动力输出轴210通过双节万向节联轴器212与洗衣机4的滚筒轴401传动连接；通过踩踏脚踏201产生动力依次经动力输入轴202、两级链传动机构和动力输出轴210传输至滚筒轴401，最终带动洗衣机4的滚筒402旋转运动；
所述健身机架1前端铰接在法兰板216上的中间传动轴205上，实现健身机架1整体向上翻转折叠；
所述操作把手3安装在法兰板216前侧的立柱217上。
两组所述换挡操纵机构均为指拨式换挡操纵机构，由变速指拨、控制线、变速器和张紧轮组成，所述变速指拨通过控制线与变速器相连，所述变速指拨均安装在操作把手3的把手306两端；
第一换挡操纵机构中，所述第一变速器219和第一张紧轮220与第二链轮204配合安装，所述第一变速器219固定在第二链轮204相对应位置处的健身机架1上；
第二换挡操纵机构中，所述第二变速器221和第一张紧轮222与第四链轮209配合安装，所述第二变速器221固定在支撑动力输出轴210的轴承座上。
所述动力输出轴210通过双节万向节联轴器212与健身机架213相连，健身机架213与连接环215分别位于皮带轮214两侧，健身机架213与连接环215与皮带轮214固定连接，所述皮带轮214与洗衣机4的滚筒轴401同轴固定连接。
所述第三链轮208通过电磁离合器207与中间传动轴205相连，所述电磁离合器207通电结合后，第三链轮208与中间传动轴205同步旋转传递动力；所述电磁离合器207断电分离后，滚筒402将在洗衣机4原有的电力模式下驱动运行。
所述法兰板216竖直地设置在洗衣机4的安装窗口外侧，法兰板216的四个角通过四根立柱217与洗衣机4的外壳403支撑连接，所述立柱217的两端攻有外螺纹，立柱217两端分别垂直穿过法兰板216和外壳403，在立柱217与外壳403之间安装立柱套218，配合立柱217与法兰板216接触的轴肩，实现法兰板216与外壳403的轴向定位，立柱217的两端分别通过螺母与法兰板216和外壳403旋紧固定。
所述健身机架1由支座101、支撑梁102、第一快速锁紧机构103、座椅104和锁紧扣105组成；
所述支撑梁102的前端铰接在中间传动轴205的端部，座椅104通过第一快速锁紧机构103安装在支撑梁102中后部的立架上，松开第一快速锁紧机构103，座椅104相对支撑梁102相对滑动，锁紧第一快速锁紧机构103，座椅104与支撑梁102固定；
所述支撑梁102沿中间传动轴205向上翻转折叠，折叠后通过支撑梁102上的锁紧扣105扣紧在法兰板216后侧的立柱217上。
所述操作把手3由把手套轴301、衬套302、滑套303、弹簧定位销304、第二快速锁紧机构305和把手306组成；
所述把手套轴301下端通过衬套302旋转安装在法兰板216前侧的立柱217上，所述滑套303滑动套装在把手套轴301上，所述滑套303上设有一个连接板，所述滑套303的连接板通过弹簧定位销304定位安装在法兰板216上方的定位孔内，弹簧定位销304在内部弹簧安装预紧力的作用下，被压紧在法兰板216的定位孔内，通过插拔弹簧定位销304和调整滑套303的位置，实现弹簧定位销304与法兰板216上方不同的定位孔配合，进而调整把手306的角度；
所述把手306安装在把手套轴301的上端，在把手306与把手套轴301的连接处安装第二快速锁紧机构305，松开第二快速锁紧机构305，把手306相对把手套轴301相对滑动，锁紧第二快速锁紧机构305，把手306与把手套轴301固定。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：
1、本发明所述家用多功能健身洗衣机设计了可调速的传动机构，克服了现有的健身洗衣机固有传动比的局限，能实现包括健身、洗衣和甩干在内的多种功能；
2、本发明所述家用多功能健身洗衣机通过电磁离合器实现人力工作模式和电力工作模式之间切换，不影响洗衣机正常工作模式；
3、本发明所述家用多功能健身洗衣机的座椅上和把手上均设有快速锁紧装置，通过调节座椅高度和把手位置以满足不同使用者的操作要求，适应性和通用性更强；
4、本发明所述家用多功能健身洗衣机设计了万向节联轴机构，将动力从动力输出轴传入滚筒轴，并用双节万向节联轴器补偿了滚筒间工作时产生的振动；
5、本发明所述家用多功能健身洗衣机设计了可折叠操作机构，大大节省存放空间。
附图说明
图1为本发明所述家用多功能健身洗衣机的立体结构示意图；
图2为本发明所述家用多功能健身洗衣机中，传动系统的结构示意图；
图3为本发明所述家用多功能健身洗衣机中，操作机构折叠后的状态示意图；
图4为本发明所述家用多功能健身洗衣机中，快速锁紧机构的结构示意图；
图5为本发明所述家用多功能健身洗衣机中，万向节联轴机构的结构示意图；
图6为本发明所述家用多功能健身洗衣机中，弹簧定位销的装配结构示意图。
图中：
1-健身机架，2-传动系统，3-操作把手，4-洗衣机；
101-支座，102-支撑梁，103-第一快速锁紧机构，1031-手柄，
1032-压块，1033-环形卡箍，1034-锁杆，1035-调整螺母，
104-座椅；105-锁紧扣
201-脚踏，202-动力输入轴，203-第一链轮，204-第二链轮，
205-中间传动轴，206-第一轴承组件，207-电磁离合器，208-第三链轮，
209-第四链轮，210-动力输出轴，211-第二轴承组件，212-双节万向节联轴器，
213-连接盘，214-皮带轮，215-连接环，216-法兰板，
217-立柱，218-立柱套，219-第一变速器，220-第一张紧轮，
221-第二变速器，222-第二张紧轮；
301-把手套轴，302-衬套，303-滑套，304-弹簧定位销，
305-第二快速锁紧机构，306-把手；307-第一变速指拨，308-第二变速指拨；
309-第一控制线，310-第二控制线，
401-滚筒轴，402-滚筒，403-外壳。
具体实施方式
为进一步阐述本发明的技术方案及其具体工作过程，结合说明书附图，本发明的具体实施方式如下：
如图1所示，本发明公开了一种家用多功能健身洗衣机，由健身机架1、传动系统2、操作把手3和洗衣机4四部分组成，其中，健身机架1安装连接在传动系统2的后端，洗衣机4安装连接在传动系统2的前端，操作把手3安装连接在传动系统2的侧面。
如图1和图2所示，所述传动系统2由脚踏201、动力输入轴202、第一链轮203、第二链轮204、中间传动轴205、第一轴承组件206、电磁离合器207、第三链轮208、第四链轮209、动力输出轴210、第二轴承组件211、双节万向节联轴器212、连接盘213、皮带轮214、连接环215、法兰板216、立柱217、立柱套218、第一变速器219、第一张紧轮220、第二变速器221、第二张紧轮222组成。
所述洗衣机4一侧的外壳403上开有安装窗口，所述法兰板216竖直地设置在洗衣机4的后侧，法兰板216通过四根立柱217与洗衣机4的外壳403连接，所述立柱217的两端攻有外螺纹，立柱217两端分别垂直穿过法兰板216和外壳403，所述立柱套218装在立柱217与外壳403之间，加强连接处强度，同时配合立柱217与法兰板216接触的轴肩，实现法兰板216与外壳403的轴向定位，立柱217的两端分别通过螺母与法兰板216和外壳403旋紧固定。所述法兰板216是传动系统2和操作把手3支撑连接机构。此外，在法兰板216的上方还开有一排定位孔。
所述脚踏201有两个，分别固定连接在动力输入轴202的两侧，所述动力输入轴202垂直安装在健身机架1中的支撑梁102中后段上，所述第一链轮203安装在动力输入轴202上，所述第二链轮204安装在中间传动轴205上，所述第一链轮203与第二链轮204通过传动链连接，形成以及链传动机构，所述第二链轮204与第一变速器219和第一张紧轮220配合安装并传动，所述第一变速器219通过螺栓固定在支撑梁102上；所述中间传动轴205通过第一轴承组件206安装在法兰板216上，所述第一轴承组件206由第一轴承和第一轴承座组成，中间传动轴205通过第一轴承安装在第一轴承座内，第一轴承座通过螺栓固定在法兰板216上。
所述第三链轮208与第二链轮204同轴并排设置，所述第三链轮208通过电磁离合器207与中间传动轴205相连，当电磁离合器207通电后，第三链轮208与中间传动轴205同轴传动连接，所述第四链轮209安装在动力输出轴210上，所述第三链轮208与第四链轮209之间通过传动链连接，形成二级链传动机构，所述第四链轮209与第二变速器221和第二张紧轮222配合安装并传动，所述第二变速器221通过螺栓固定在第二轴承座上；所述动力输出轴210位于中间传动轴205的前侧，并通过第二轴承组件211安装在法兰板216上，所述第二轴承组件由第二轴承和第二轴承座组成，动力输出轴210通过第二轴承安装在第二轴承座内，第二轴承座通过螺栓固定在法兰板216上。
所述第二链轮204和第四链轮209均由九个大小不同的同轴链轮组成，所述第二链轮204为一级链传动机构中的从动轮，用第二链轮204的大链轮传动时，对外输出为低速挡，用第二链轮204的小链轮传动时，对外输出为高速挡；第四链轮209为二级链传动机构中的从动轮，用第四链轮209的大链轮传动时，对外输出为低速挡，用第四链轮209的小链轮传动时，对外输出为高速挡。上述两级链传动机构工作时，对外低速挡输出可实现洗衣功能，对外高速挡输出可实现甩干功能，从而实现健身洗衣与甩干功能一体化。
如图5所示，所述动力输出轴210通过双节万向节联轴器212与连接盘213相连，所述连接盘213与连接环215分别位于皮带轮214两侧，连接盘213与连接环215通过螺栓与皮带轮214同轴固定连接，所述皮带轮214的中心通过螺栓与洗衣机4的滚筒轴401固定连接，皮带轮214与滚筒轴401通过花键周向固定，所述滚筒轴401将带动与之同轴连接的滚筒402同步旋转。
所述滚筒402与洗衣机外壳403为柔性连接，滚筒402工作时的振动会引起滚筒轴401的轴线以及支撑连接在与洗衣机外壳403固连的法兰板216上的动力输出轴210产生相对位移，此处利用双节万向节联轴器212补偿滚筒402工作时所引起的振动，其中，双节万向节联轴器212上的可伸缩花键补偿因滚筒402震动所产生的轴向位移，双节万向节联轴器212的万向接头可补偿角位移，从而使健身洗衣机工作更平稳。
如上所述，所述脚踏201运动为动力输入轴202提供旋转动力，动力输入轴202上的第一链轮203与第二链轮204的链传动将动力传入中间传动轴205，中间传动轴205上的第三链轮208与第四链轮209通过链传动将动力传递到动力输出轴210，动力输出轴210再将动力依次经双节万向节联轴器212、连接盘213、皮带轮214和滚筒轴401，最终带动滚筒402转动，实现动力从脚踏201到滚筒402的传递。在此过程中，脚踏201被正向踩踏时，滚筒402正转；脚踏201被反向踩踏时，滚筒402反转；洗衣时正反踩踏脚踏201可实现滚筒402的正反转，增强洗衣效果。
如前所述，所述第三链轮208通过电磁离合器207与中间传动轴205相连，当所述电磁离合器207通电后，电磁离合器207处于结合状态，第三链轮208与中间传动轴205同步旋转传递动力，通过踩踏脚踏201。可实现滚筒402运转；当所述电磁离合器207断电后，电磁离合器207处于分离状态，所述第三链轮208与中间传动轴205无动力传递，滚筒402将在洗衣机4原有的电力模式下驱动运行，由此实现人力驱动与电力驱动的双动力驱动模式。
如图1和图4所示，所述健身机架1由支座101、支撑梁102、第一快速锁紧机构103、座椅104组成；所述支撑梁102的前端铰接在中间传动轴205的端部，座椅104通过第一快速锁紧机构103安装在支撑梁102中后部的立架上，松开第一快速锁紧机构103的手柄时，座椅104可相对支撑梁102相对滑动，实现对座椅104高低位置的调整，待位置确定后，压紧第一快速锁紧机构103的手柄，可将座椅104与支撑梁102固定，达到快速锁紧的目的。
如图1所示，所述操作把手3由把手套轴301、衬套302、滑套303、弹簧定位销304、第二快速锁紧机构305和把手306组成；
所述把手套轴301一端通过衬套302安装在法兰板216前端上方的立柱217上，且把手套轴301能沿着立柱217转动；所述滑套303滑动套装在把手套轴301上，且所述滑套303一侧设有一个连接板，如图6所示，所述滑套303的连接板通过弹簧定位销304定位安装在法兰板216上方的定位孔内，在无外力的自由状态下，弹簧定位销304在内部弹簧安装预紧力的作用下，被压紧在法兰板216的定位孔内，当需要调节把手位置时，拉动弹簧定位销304的尾部，使弹簧定位销304脱离法兰板216的定位孔，此时，滑套303可沿把手套轴301移动，同时把手套轴301可上下摆动，以改变相对角度，当把手套轴301调整好相应的角度，且弹簧定位销304移动到合适的定位孔所在位置后，松开弹簧定位销304的尾部，使弹簧定位销304在弹簧的恢复力作用，压入当前的定位孔内，实现再次定位；所述把手306安装在把手套轴301的另一端，在把手306与把手套轴301的连接处安装第二快速锁紧机构305，可实现快速调整把手306与把手套轴301之间的相对位置，从而调节操作把手3的长度；第一变速指拨307和第二变速指拨308安装在把手306上，第一变速指拨307和第二变速指拨308分别通过控制线连接第一变速器209和第二变速器210，第一变速指拨307和第二变速指拨308通过拨到不同位置，带动控制线控制分别第一变速器209和第二变速器210，实现第二链轮204和第四链轮209链传动啮合不同链轮。
所述第一快速锁紧机构103和第二快速锁紧机构305结构相同，如图4所示，第一快速锁紧机构103由手柄1031、压块1032、环形卡箍1033、锁杆1034和调整螺母1035组成，所述环形卡箍1033的一侧开口，在开口处设有一对连接耳，所述锁杆1034穿过两个连接耳，其一端用调整螺母1035夹紧在一个连接耳的外侧，另一端与偏心手柄1031铰接；手柄1031形状为一偏心凸轮，当手柄1031抬起时，环形卡箍1033两连接耳之间的锁杆1034长度变长，快速锁紧机构松开；手柄1031下压时，环形卡箍1033两连接耳之间的锁杆1034长度变短，实现快速锁紧。
所述第一变速指拨307和第二变速指拨308通过第一控制线309和第二控制线310分别控制第一变速器209和第二变速器210，进而控制第二链轮204和第四链轮209链传动啮合不同链轮，实现传动挡级切换的过程与现有技术中的变速自行车上的变速过程类似，第一变速指拨307、第二变速指拨308、第一变速器209和第二变速器210的具体结构及与对应传动链轮的连接关系可参阅现有技术中的变速自行车上对应部件的结构，此处不再赘述。
如图1所示，所述的洗衣机4由滚筒轴401、滚筒402、洗衣机外壳403组成；洗衣机保留原有传动系统和控制面板，人力驱动时，动力由传动系统2传入皮带轮214，带动滚筒轴401转动，从而带动滚筒402进行工作。
如图3所示，所述健身机架1通过支撑梁102绕着与中间传动轴205的铰接点旋转，并用支撑梁102上的锁紧扣105扣住立柱217，保持折叠状态的稳定，实现健身机架1与操作把手3的折叠收纳，以节省存放空间。
结合前述具体结构，本发明所述家用多功能健身洗衣机的工作过程简述如下：
首先，将衣服、水、洗涤剂放入滚筒402中。
然后，操作者坐在座椅104上，握住把手306，感受位置是否舒适，若不舒服，可通过第一快速锁紧机构103快速调节座椅104的高度，通过弹簧定位销304和第二快速锁紧机构305调节把手306到合适的位置。
接着，选择传动系统2的低速挡位，操作者通过正反踩踏脚踏201进行健身，与此同时也进行洗衣工作；洗衣结束后，传动系统2调至高速挡位，操作者通过正向或反向单向踩踏板201进行健身，与此同时进行甩干工作。
最后，健身、洗衣和甩干结束，将衣物取出，并将健身洗衣机折叠收纳。