露天健身器材的創(chuàng)新設(shè)計(畢業(yè)論文+全套CAD圖紙)(答辯通過)

充值下載文檔就送全套 CAD 圖紙 扣扣加 414951605 充值下載文檔就送全套 CAD 圖紙 扣扣加 414951605 露天健身器材 前言 近幾年在全國城鄉(xiāng)的街頭巷尾， 廣大居民在家門口的大眾健身器材上熱火朝天地鍛煉，已經(jīng)成了都市里一道美麗的風(fēng)景。 因此也 出現(xiàn)了許多功能各異的室外健身器械，如太空漫步機、單杠、雙杠等健身器械。這些室外健身器械的投入使用，大大豐富了社區(qū)文化生活。現(xiàn)今隨著人們健康觀念的轉(zhuǎn)變和經(jīng)濟條件的好轉(zhuǎn)，健身器行業(yè)前景廣闊， 在 非典時期看看廣場上戶外器械旁成堆的鍛煉人群（大多數(shù)是中老年人和兒童）就 不得而知了 。有些項目比較疲軟 ， 走進大商場僅跑步機就不下幾十種牌子在降價打折，其原因主要是一些廠商不注重創(chuàng)新 ?；谝陨显?我把本次機械創(chuàng)新設(shè)計的目標鎖定在了 中老年人和兒童 健身器材的創(chuàng)新上，在市場現(xiàn)有的健身器械上進行了創(chuàng)新還自己設(shè)計了幾種市場上沒有的新產(chǎn)品，希望在自己的努力下能取得一些成果。 第屆體博會期間，健身器械室外健身器械的安全通用要求國家強制性標準正式發(fā)布。據(jù)了解，這是國家體育總局起草制定的第一部體育用品產(chǎn)品標準。該標準 已經(jīng) 于年月日 起 正式實施。 因此本次設(shè)計將在國標基準下計劃并進行。 1. 市場調(diào)查 1 1 小區(qū)健身應(yīng)注意的問題 廣大居民在家門口的大眾健身器材上熱火朝天地鍛煉，已經(jīng)成了都市里一道美麗的風(fēng)景。但不 少喜歡健身的人士并不清楚自己適合哪種健身器材，也不了解具體的使用方法，更有甚者，許多兒童使用一些為成人設(shè)計的器材，造成了安全隱患。為此 我專門 看 了 記者采訪 健身器材的設(shè)計專家丁春雷和北京市體育局群體處的顏納新 的有關(guān)問答 。 1 1.1 專家的意見 小區(qū)健身器材主要為成人設(shè)計，大多不適合兒 童使用。 丁春雷介紹說，戶外健身器并不是簡單的健身 玩具，每套器材都有自己的安全規(guī)定這些健身器材主要為成人設(shè)計，大多不適合 兒童使用。 顏納新說，北京市在 2001年就頒布了北京市全民健身工程管理暫行規(guī) 定實施細則，對兒童正 確使用健身器的安全問題進行了規(guī)定：未滿 12周歲的兒童在使用健身器材時必須有監(jiān)護人陪同，否則出現(xiàn)意外責(zé) 任自負。 充值下載文檔就送全套 CAD 圖紙 扣扣加 414951605 充值下載文檔就送全套 CAD 圖紙 扣扣加 414951605 買文檔送全套圖紙 扣扣 414951605 另外，由于孩子們自我保護意識差，在游戲過程中常常精力不集中，所以兒童器械場地應(yīng)該彈性較好、緩沖力強，例如沙地或者塑膠地面。如果小區(qū)健身環(huán)境沒有滿足這樣的設(shè)計要求，那么家長就更應(yīng)注意孩子的運動安全。 據(jù)丁春雷介紹，發(fā)達國家在安裝戶外健身器時，一般都會參照兒童的使用規(guī)格，另做一套與成人健身器功能相同的產(chǎn)品，以保證安全。 要掌握各種器械的 特點，鍛煉應(yīng)循序漸進 戶外健身器的主要設(shè)計對象是中老年人。顏納新說，如果能每天抽出 30 分鐘在運動量相對比較大的健身器上鍛煉一下，中年人普遍存在的骨質(zhì)疏松就有可能得到一定改善。 具體說來， “ 劃船器 ” 能讓脊背在體前屈和體后伸的過程中最大范圍地活動，同時有效增強脊柱各個關(guān)節(jié)的彈性和韌性，緩解腰背酸痛。但在練習(xí)時要注意動作的連貫性，每一個蹬伸動作間不要出現(xiàn)停頓，而且動作一定要到位，否則相關(guān)的肌肉無法得到充分鍛煉。 “ 健騎器 ” 可使全身 80的肌肉和關(guān)節(jié)同時參加運動，在鍛煉全身肌肉和關(guān)節(jié)之外，還可以有效地 提高協(xié)調(diào)能力。據(jù)統(tǒng)計，社區(qū)健身器材中最受老年人歡迎的是 “ 太空漫步機 ” 和 “ 上肢牽引器 ” 。老年人身體沒有那么柔軟，不適宜玩扭動幅度太大的健身器械， “ 太空漫步機 ” 的活動式踏板設(shè)計將漫步、慢跑、靜止自行車運動的鍛煉效果集于一身，類似于我們自然跨步的動作，對人體關(guān)節(jié)不會產(chǎn)生大的沖擊，能充分鍛煉腿部和臀部肌肉群，還能增強手腳協(xié)調(diào)能力，提高心血管的耐受力，但容易頭暈的老年人要謹慎使用。 “ 上肢牽引器 ” 的慢速牽拉動作能讓肩周肌肉得到放松，作為一種輔助治療手段，對中老年人常見的肩周炎很有幫助，是小區(qū)健身器械中最受老年 人歡迎的一種。顏納新提醒老年朋友，訓(xùn)練中要注意循序漸進，最好能隔一天練習(xí)一次。每次練習(xí)的次數(shù)應(yīng)該參考使用說明，根據(jù)個體的年齡、性別、身體狀況和病情輕重做出調(diào)整，否則容易拉傷上臂肌肉。 充值下載文檔就送全套 CAD 圖紙 扣扣加 414951605 充值下載文檔就送全套 CAD 圖紙 扣扣加 414951605 另外，腰粗的老年人可以適當練練 “ 扭腰器 ” ，但要注意轉(zhuǎn)體速度不能過快，用力不能過猛，若能配合腹式呼吸，運動效果更佳。萬一在運動過程中發(fā)生腹痛，可以放慢扭腰動作的幅度和節(jié)奏，癥狀嚴重時應(yīng)立即停止運動。 運動前應(yīng)仔細閱讀使用說明，掌握好運動量 。 丁春雷強調(diào)說，許多人喜歡結(jié)伴邊聊天邊鍛煉，在健身器上一呆就是兩三個小時，一 不留神就將有助于健身的有氧運動做成了劇烈的無氧運動，不但健身效果不好，還容易造成運動損傷。所以健身一定要掌握好運動時間和運動量， “ 適可而止 ” 很重要。 運動前 鍛煉者 一定要仔細閱讀小區(qū)里的健身警示牌和每一套健身器上的使用說明，了解器材的運動量和正確操作方法。違規(guī)操作不僅易造成運動損傷，還會降低器材的使用壽命，增加運動風(fēng)險。另外，戶外健身器的使用年限一般在 4 6 年之間，所以如果自己所在小區(qū)的健身樂園建成時間較久，使用前還要注意檢查一下各個器材能否正常運轉(zhuǎn)。目前小區(qū)的健身器材大多安裝在水泥地面上，材質(zhì)以金屬 為主，老年人骨質(zhì)較為疏松，健身時要注意避免摔倒或撞到器械上，造成不必要的損傷。 去年，在全國十運會正在如火如荼地進行時，能看到在成都的許多公園廣場、小區(qū)綠地、社區(qū)空地都可見到人們熱火朝天鍛煉的場景。隨著生活水平的提高，越來越多的成都市民加入到各種健身活動中。健身器材的安全、衛(wèi)生、維護等問題，也受到越來越多市民的關(guān)注。 1 2 小區(qū)健身場所存在的隱患 1 2 1 數(shù)量不足是一大遺憾 在 4月份的某天傍晚，市郊小區(qū)里，一位老大媽告訴調(diào)查者，自從搬到這里居住后，她每天晚上都要在這里鍛煉上半個小時，原因一是小區(qū)的環(huán)境 相當不錯，二是有很多老年人聚集在此，三是小區(qū)里集體鍛煉很簡單很奏效。 我觀察到小區(qū)場地里的其他器材也沒空著。小孩、老年人都在使用，大家對這里的器材都很滿意，不足的就是有個別器材壞了卻沒人來維修。還有人說，要是在自己居住的小區(qū)安裝這些健身器材就好了，用不著天天跑這么遠。 其實，在調(diào)查中發(fā)現(xiàn)，抱有這種心態(tài)的市民還不少，他們都希望，社區(qū)里都能安裝上基本的健身器材。 隨著健康意識的增強，人們對居住地健身器材的期望也日益增強。大家都希望能夠在居住的小區(qū)找到健身器材，開展健身活動。 在另外的一處小區(qū)內(nèi)，我只看見 兩三副健身器材。這能夠滿足十幾幢高樓住戶的充值下載文檔就送全套 CAD 圖紙 扣扣加 414951605 充值下載文檔就送全套 CAD 圖紙 扣扣加 414951605 健身需要嗎？在進行了口頭問卷調(diào)查后，居民們普遍反映：“自從搬進此小區(qū)入住以后，對小區(qū)其他方面都還滿意，就是健身器材數(shù)量少，品種單一，早晚使用的時候有點擠，希望有關(guān)部門重視一下”。 采訪中我還發(fā)現(xiàn)，盡管小區(qū)里的健身器材有限，人們對這些設(shè)施的使用還是不夠充分。老年人與小孩成了這些公共健身器材的“主顧”，無論哪一個小區(qū)，無論是早上還是晚間，光顧健身器材的市民中幾乎沒有年輕人。 在調(diào)查采訪中我了解到，相對于小區(qū)的健身場地，健身房是年輕人光顧最多的地方。一位年輕的女士說：“選 擇健身中心，主要是因為這里有比較時尚的設(shè)備，還有較好的健身教練進行指導(dǎo)，當然，這里的活動強度也更適合青年人?！?事實上，這些都不是根本的理由，根本的原因在于，青年人的健身意識還不強，他們還沒有像老人們那樣意識到健身的重要性。 1 2 2公共健身器材遭遇不和諧之音 采訪中我發(fā)現(xiàn)一個奇怪的現(xiàn)象：一邊是市民渴望小區(qū)內(nèi)有足夠的健身器材，而一邊卻是不但不能充分利用這些健身器材，甚至有些市民還故意損壞這些公共健身設(shè)施。采訪中，我看到了這些現(xiàn)象 現(xiàn)象一：健身器械成曬衣架 。 現(xiàn)象二：衛(wèi)生情況令人憂 。 市區(qū)一些小區(qū)的健身器材的衛(wèi)生狀況確實令人擔(dān)憂。在許多老小區(qū)，器材都已經(jīng)是“歷經(jīng)風(fēng)霜”：“肋木”、“轉(zhuǎn)體訓(xùn)練器”、“摸高橫梁”等多處油漆脫落、銹跡斑斑；而“滾筒”的扶手處由于汗?jié)n太多，已經(jīng)全部生銹了，手摸上去就是一片銹痕。 “早晨和晚上是兩個鍛煉高峰期，我希望健身器材每天早晚清洗一次?！币晃诲憻捳呷缡钦f。許多市民呼吁：“公共設(shè)施需要大家一起愛護，希望各位在鍛煉后都能隨手用紙將器材擦一下，這樣會更衛(wèi)生?！?現(xiàn)象三： 器材無人維修 。 據(jù)住在成都市區(qū)某小區(qū)的群眾介紹，小區(qū)里的健身器械非常受 歡迎?！艾F(xiàn)在這里越來越擠了，甚至到晚上 12 點，還有人在這里舒展舒展腿腳?！痹诮∩砥餍堤幙吹?，這里立有告示牌，表明器械的功能、使用方法、注意事項等。 盡管小區(qū)居民都比較注意愛護這些公共器械，但可能因為老化的緣故，這些器材中有 5件已經(jīng)損壞。有臺“太空漫步機”甚至已經(jīng)壞了兩個多月也不見人來維修。 現(xiàn)象四：健身變成“傷身” 。 充值下載文檔就送全套 CAD 圖紙 扣扣加 414951605 充值下載文檔就送全套 CAD 圖紙 扣扣加 414951605 經(jīng)調(diào)查發(fā)現(xiàn)，社區(qū)中比較普遍的公共健身器械有健身車、健步機、太空漫步機、太極柔推器、轉(zhuǎn)腰器等。由于各種原因，有一些市民在使用器械健身的時候受到意外傷害。 在一次采訪中我看到一個小朋友 跑到一臺漫步機上“踩飛輪、蕩秋千”，突然兒子雙腳滑空，從漫步機上摔了下來，后來到醫(yī)院花了近百元醫(yī)療費。家長稱：孩子摔傷，健身器械的廠家和社區(qū)管理者都有一定的責(zé)任，因為沒有人教他們?nèi)绾握_使用這些器械。鍛煉者不懂得如何使用“漫步機”，也沒有看到旁邊有任何提示性的標識。雖然一些社區(qū)、公園的公共健身器械，雖然有標注器械的功能、注意事項，卻沒有任何關(guān)于器械使用方面的說明文字，也沒有標注該器械的適用人群，一些初次到活動場所鍛煉的人“看見別人怎么使用，自己就試著怎么來”。就像摔傷的那位小朋友，不懂得規(guī)范使用漫步機，兩腿 都站在機上向同一個方向前后擺動，就像是“蕩秋千”，身體沒有重心，結(jié)果失去平衡，脫手了自然就會摔傷身體。 有了標識，如果健身者不留意也等于零。我在學(xué)校附近的小區(qū)發(fā)現(xiàn)，這里設(shè)置的公共健身器械種類比較多，布置也比較規(guī)范，一些器械機架上還標注使用注意事項，如健身者應(yīng)該如何根據(jù)身體狀況選擇健身器材， 5 歲以下兒童應(yīng)該在成人監(jiān)護下方能使用健身器械，使用前確認該器械是否牢固、變形等，還標注高血壓、心臟病患者要遵從醫(yī)生建議使用健身器械，發(fā)覺不適時應(yīng)該及時停止 ，鍛煉時，一人僅限使用一個位置，其他人應(yīng)該在安全距離以外，并不得 在這些器械附近嬉戲打鬧等。但是據(jù)周圍的群眾反映，很多市民在使用這些公共健身器械的時候，缺乏安全意識，沒有先看這些標識，不規(guī)范使用器械，鍛 煉前也沒有先進行熱身，而是一接觸器械就猛烈運動，造成身體拉傷或是扭傷等隱患。 公共體育器械面對的是各類社會群體，但是嚴格上說，有一些器械只適合成年人使用，一些器械卻是只適合兒童使用。如果成年人使用兒童器械，則器械容易損壞；如果兒童使用成年人器械，則有出現(xiàn)意外的危險。我從正在健身的市民當中選擇 10個人做調(diào)查，有 7個人稱自己在健身的時候從不留意健身器械的適應(yīng)年齡，有 6 個人不 知道哪一個是兒童用器械，也不知道哪一個是成年人用器械，認為“既然安裝在這里，就是隨便什么人都可以使用的”。 據(jù)了解，個別市民在使用公共健身器械的時候不是以鍛煉身體為目的，而更像是在泄私憤，以破壞器械為樂；健身器械是露天放置的，雨水、沙塵很容易侵入軸承里面，潤滑油在軸承內(nèi)部無法封存，軸承經(jīng)常出問題，器械滾動突然很快，或是突然卡充值下載文檔就送全套 CAD 圖紙 扣扣加 414951605 充值下載文檔就送全套 CAD 圖紙 扣扣加 414951605 住等。這些受人為或是自然影響已經(jīng)損壞的器械沒有得到及時的維修或更換，也容易讓以后一些安全意識比較差的健身者出現(xiàn)意外。 1 2 3 分析總結(jié) 公共健身器械需要共同維護 。 體育基礎(chǔ) 設(shè)施建設(shè)是開展全民健身活動的基礎(chǔ)，社區(qū)、公園公共健身器械時這個基礎(chǔ)中的基礎(chǔ)。我從網(wǎng)上了解到，從 2002 年至今，成都市全市已安裝了 500 多條全民健身路徑，其中在人群比較密集的社區(qū)、小區(qū)、公園、街道安裝了 300 多條，極大地方便了群眾就近開展健身活動。 但是，越來越多的公共體育設(shè)施也給相關(guān)部門提出各種問題來。調(diào)查中，不少人認為當前體育健身器械最大的問題是維護和修復(fù)問題。按照規(guī)定，健身器械的維修應(yīng)由使用單位如社區(qū)等負責(zé)，但是，個別社區(qū)常以資金缺乏為借口不進行維修。此外，對這些公用健身器械缺乏長期有效的管理，也是這些 器械損壞嚴重的一個重要原因 。 至于安全問題，據(jù)一些經(jīng)常在社區(qū)健身的居民分析，健身器械傷人事故的主要原因是器械在設(shè)計時沒有考慮到公園內(nèi)健身的游人數(shù)量大、使用頻率高、器械超負荷使用的情況，所以制作材料的強度不夠，部件設(shè)計不合理，危及人身安全。由于經(jīng)費緊張，相關(guān)管理部門對器械日常的檢查和保養(yǎng)不夠及時，加上一些市民安全意識薄弱，繼續(xù)使用已經(jīng)損壞的器械，造成安全隱患。而一些有特殊要求的器械，現(xiàn)場沒有指導(dǎo)性標識，讓市民不知道如何正確使用器械，出現(xiàn)不規(guī)范行為，難免會有意外事故出現(xiàn)。為了減少健身器械傷人問題，每處健身場所 都應(yīng)設(shè)立警示牌，標注器械的使用方式，要求未成年人必須在成年人的指導(dǎo)下使用，否則后果自負。 2 .不同年齡段的健身要點 由于健身器材大多在人群比較聚集的地方出現(xiàn)，因此在設(shè)計的時候要從各個年齡層次來考慮，有主有次，能適應(yīng)不同年齡層次的需要。以下為各個年齡層次的健身調(diào)研： 16歲以下 這個年齡段正是少年兒童的生長發(fā)育階段，健身鍛煉的強度不要過大，以免損傷身體?？梢赃M行一些諸如單杠、吊環(huán)、體操、標槍等運動項目的鍛煉，以促進身體的健康成長 。 17-18 歲 這個階段應(yīng)通過肌肉強化訓(xùn)練取得正常體力?？梢悦块g隔一天進行一 次大約半個小時左右的負重訓(xùn)練，使主要肌肉群得到鍛煉。還可以經(jīng)常進行有氧充值下載文檔就送全套 CAD 圖紙 扣扣加 414951605 充值下載文檔就送全套 CAD 圖紙 扣扣加 414951605 健身操、慢跑、騎自行車等方面的運動，以使心血管系統(tǒng)得到鍛煉。 29-38 歲 為了使各個關(guān)節(jié)保持一定的柔韌性，要多做些伸展方面的運動，同時還要注意心血管系統(tǒng)方面的鍛煉。久坐辦公室的人更要多做些伸展運動，例如，在做仰臥起坐時，要盡量將兩膝提拉到胸部，堅持 30 秒鐘，或兩腿分別上舉，要盡量舉高，并堅持一定的時間。 39-49 歲 這個年齡段的人體力會逐漸開始下降，肌肉逐漸萎縮?？梢悦?3 天進行一次鍛煉，內(nèi)容包括： 25 分鐘左右的心血 管系統(tǒng)方面的鍛煉，中等強度； 15 分鐘左右的器械練習(xí)，要小重量、多次數(shù)，為防止意外，最好采用健身器械； 10分鐘左右的伸展運動，尤其是要注意活動各關(guān)節(jié)和那些易于萎縮的肌肉。 50 歲以后 人體各部位的機能開始明顯地退化，要根據(jù)每個人的自身情況，多做一些舒展和平緩的健身活動。如散步、打太極拳、舞劍 ，漫步 等運動，能起到強身健體、延年益壽的目的。 3常見健身器材及其作用 常見的露天健身器材有：扭腰器、舉推器、壓腿器，拉力器，踏步器，太空漫步機，健騎器，上身牽引器等。在此只提到與本次設(shè)計有關(guān)的器械。 3.1 扭 腰按摩器 腰背痛是一種 在中老年人群中 常見多發(fā)病。據(jù)統(tǒng)計，有不同程度腰背病患者，約占人口以上。本 次設(shè)計 的腰背按摩器是治療這種疾病的非常簡單有效的器具。 名稱：扭腰按摩器 適合人群：中老年人 （注意：兒童不宜使用）。 主要功能： :鍛煉腰腹部靈活性和柔韌性 ,增強腰部力量。扭轉(zhuǎn)過程中拉長脊椎 ，使脊柱得以舒展 ,且使周圍肌纖維活動范圍加大 ,且使周圍肌纖維活動范圍加大 ,增強其柔韌性 ,從而避免硬傷害。對防止腰椎間盤突出有一定效果。 3 1 1 草圖說明 （ 圖 3.1） 產(chǎn)品名稱 ：腰部按摩器。 產(chǎn)品規(guī)格： 鋼管噴 塑，塑料封帽。 動作要領(lǐng)： 背部緊貼滑轉(zhuǎn)輪，倆手緊抓扶手或用胳膊肘關(guān)節(jié)緊勾扶手，吸氣時扭轉(zhuǎn)，呼氣時回復(fù)。收腹挺胸 ,轉(zhuǎn)動髖關(guān)節(jié) ,膝關(guān)節(jié)伸直 ,運動過程中肌肉不要松弛 ,要保充值下載文檔就送全套 CAD 圖紙 扣扣加 414951605 充值下載文檔就送全套 CAD 圖紙 扣扣加 414951605 持張力。感覺腰部微熱、舒服為好。 設(shè)計創(chuàng)新點： 它克服了現(xiàn)有的各種按摩器無法對自身腰背部進行強力按摩的缺陷，而且不用電，安全可靠，按摩效果好。使用時，人站 著 ，可對腰背部進行按摩，從而達 到自我保健治療的目的。 同時具有按摩腰，背部及中樞神經(jīng)系統(tǒng)的功能。 注意事項： 兒童必須在有監(jiān)護人的陪同下才能使用。 使用說明牌 ：產(chǎn)品的使用說明牌掛置于機器顯著 的位置，可以方便運動時從不同角度進行師范參考，以使運動正規(guī)化，從而使您達到預(yù)期的運動目標。 圖 3.1 3 1 2 扭腰器 （圖 3.2） 名稱： 扭腰器 主要功能： 可同時活動腰部和臂部，把扭轉(zhuǎn)盤的運動轉(zhuǎn)化為人自身的運動。 產(chǎn)品規(guī)格： 鋼管噴塑，塑料封帽。 動作要領(lǐng) ：可同時滿足兩人運動。 1：雙手緊抓轉(zhuǎn)盤，然后轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)盤，身體隨著手臂的運動而動，從而達到運動上半身的目的。老年人運動幅度不要太大，以免拉傷臂部肌肉。 注意事項： 兒童必須在有監(jiān)護人的陪同下才能使用。 設(shè)計創(chuàng)新點： 不同機構(gòu)可以實現(xiàn)相同的功能 ?？?同時供兩人運動。 使用說明牌： 產(chǎn)品的使用說明牌掛置于機器顯著的位置，可以方便運動時從不同角度充值下載文檔就送全套 CAD 圖紙 扣扣加 414951605 充值下載文檔就送全套 CAD 圖紙 扣扣加 414951605 進行師范參考，以使運動正規(guī)化，從而使您達到預(yù)期的運動目標。 特別提示 ： 老年人動作不要過大 ,以免扭傷脊柱 ；可適當增加動作幅度 ；避免肌肉收緊時閉氣 ,因為老年人肌肉收縮時閉氣容易引起血壓上升。 轉(zhuǎn)體速度不能過快，用力不能過猛，若能配合腹式呼吸，運動效果更佳。萬一在運動過程中發(fā)生腹痛，可以放慢扭腰動作的幅度和節(jié)奏，癥狀嚴重時應(yīng)立即停止運動。 圖 3.2 鍛煉方法： （參照實體圖） （ 1） （如圖 3.2 左側(cè)） 腳站于地面，雙手緊握上部的扭轉(zhuǎn)盤，同時扭動腰部，從而帶動全身扭動。 （ 2） （如圖 3.2 右側(cè)）腳站在下方的轉(zhuǎn)盤上，雙手緊握胸前的桿件，利用腳部的摩擦力將轉(zhuǎn)盤的轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)化為腰部的轉(zhuǎn)動。 圖 3.1 與圖 3.2 的比較 ：圖 3.1 可在運動腰部的同時對腰背部進行按摩。圖 3.2 則只起扭腰的目的，但其運動幅度較一大。 充值下載文檔就送全套 CAD 圖紙 扣扣加 414951605 充值下載文檔就送全套 CAD 圖紙 扣扣加 414951605 3 2 踏步器 ： （如圖 3.3） 主要功能 ： 腰部運動。通過活動鍛煉腰部兩側(cè)的肌肉群，增強腰、髖、膝關(guān)節(jié)的活動能力。 圖 3.3 踏步機 鍛煉方法及動作要領(lǐng)： 利用左右扭轉(zhuǎn)踏步的方式，來讓 運動 平常比較難訓(xùn)練 到的地方，比如說臀部外側(cè)及大腿內(nèi)側(cè) .，也可以同時 聽音樂，或和周圍人聊天。 運 動時 雙手緊 握扶手，肩部與下踩的下肢作反方向扭動，形似 “ 扭秧歌 ” 動作。 （扶手可以借助外界） 與以往設(shè)計相比： 使用壽命 更長！人性化，質(zhì)量更好 。 3 3 臂力鍛煉器： 3 3 1 彈簧拉力器 （如圖 3.4） 名稱： 彈簧拉力器 主要功能 ： 鍛煉背肌、三角肌廈大腿肌群 ,是一種全身運動。 注意事項： 避免一次運動量過大造成肌肉拉傷。 充值下載文檔就送全套 CAD 圖紙 扣扣加 414951605 充值下載文檔就送全套 CAD 圖紙 扣扣加 414951605 產(chǎn)品規(guī)格： 鋼管噴塑，塑料封帽。 車架潤飾處理： 獨有的雙層粉體烤漆程序使運動 顏色鮮艷，易于辨認 ， 防水防熱防靜電。 同 時經(jīng)潤飾處理的金屬架不易起毛摩擦和油漆脫落。 雨水即可沖洗干凈。 使用方法： 鍛煉者立姿。雙手緊握把手，將把柄向下拉，到合適位置時減少力，由于彈簧作用，把手將自動上升。 彈簧拉力器的幾種練法 ：（立姿） 1、頭后飛鳥 擴胸，鍛煉肩背 側(cè)握拉把，直臂頭后飛鳥。 2、推舉 三角肌 一手正握拉把置于大腿彎，拉住拉力器，另一手正握拉把胸前推舉。 3、聳肩 斜方肌 拉力器一端置于地面，用腳踩住拉把。另一端雙手正（并）握拉住聳 肩，或單手側(cè)握拉把聳肩，或單手側(cè)握拉把聳肩。 4、劃船 上背 一足踩拉把撐墻腳（固定），雙手正（并）握另一拉把做劃船練習(xí)。 5、腿屈伸 股四頭肌 一足踩拉把固定，另一足套住拉把，雙手交叉托住膝彎固定膝關(guān)節(jié)， 小腿做屈伸動作（ 90 度）。 圖 3.4 彈簧拉力器 3 3 2 雙向推胸訓(xùn)練器 （附加壓腿功能）（圖 3.5） 產(chǎn)品名稱 ： 雙向推胸訓(xùn)練器 。 適用人群 ： 15 到 65 歲的一般人群 充值下載文檔就送全套 CAD 圖紙 扣扣加 414951605 充值下載文檔就送全套 CAD 圖紙 扣扣加 414951605 鋼質(zhì)選擇：使用硬質(zhì)鋼材 。 動作要領(lǐng) ：（實現(xiàn)功能時）雙手緊握扶手，腳站于地，雙手做拉伸運動，由于此器械后面有彈簧，推開后有一定的回復(fù)，主要借助人的外力來推開。（實 現(xiàn)壓腿功能時）雙手緊握扶手，雙腳站于扶手下方的橫杠上，腰腿部自然的形成一角度，運動時，臀部向下壓，從而達到壓腿的目的。 鍛煉肌肉 群 ：三角肌、胸大肌、肱三頭肌 圖 3.5 雙向推胸訓(xùn)練器 車架潤飾處理 ： 獨有的雙層粉體烤漆程序使運動 顏色鮮艷，易于辨認 ， 防水防熱防靜電。 同時經(jīng)潤飾處理的金屬架不易起毛摩擦和油漆脫落。 雨水即可沖洗干凈。 使用說明牌 ：產(chǎn)品的使用說明牌掛置于機器顯著的位置，可以方便運動時從不同角度進行師范參考，以使運動正規(guī)化，從而使您達到預(yù)期的運動目標。 使用注意 事項 ： 鍛煉時，一人僅限使用一個位置，其他人應(yīng)該在安全距離以外，并不得在這些器械附近嬉戲打鬧。 3 3 2 1 自由度的分析 該機構(gòu)在平面內(nèi)的自由度分析如下圖所示： 充值下載文檔就送全套 CAD 圖紙 扣扣加 414951605 充值下載文檔就送全套 CAD 圖紙 扣扣加 414951605 圖 3.6 自由度的分析 b為 a的俯視圖，由草圖可知此機構(gòu)中由有兩個活動機構(gòu)， 2；包含兩個轉(zhuǎn)動副， l=4；沒有高副， h，所以由公式可得： l h * - * 機構(gòu)的自由度于原動件數(shù)相等，所以此機構(gòu)的運動可以實現(xiàn)。 3 3 3 彈簧推力器 （圖 3.7） 產(chǎn)品名稱： 彈簧推力器 鋼質(zhì)選擇片：使用硬質(zhì)鋼材 。 車架潤飾處理：獨有的雙層粉體烤漆程序使運動車架擁有象轎車般的高貴氣質(zhì)，同時經(jīng)潤飾處理的金屬車架不易起毛摩擦和油漆脫落。 使用說明牌：產(chǎn)品的使用說明牌掛置于機器顯著的位置，可以方便運動時從不同角度進行師范參考，以使運動正規(guī)化，從而使您達到預(yù)期的運動目標。 鍛煉肌肉：三角肌、胸大肌、肱三頭肌 使用注意事項： 鍛煉時，一人僅限使用一個位置，其他人應(yīng)該在安全距離以外，并不得在這些器械附近嬉戲打鬧。 長寬高： 115X98X190（厘米） 充值下載文檔就送全套 CAD 圖紙 扣扣加 414951605 充值下載文檔就送全套 CAD 圖紙 扣扣加 414951605 圖 3.7 彈簧推力器 4 力的校核 4 1 彈簧力的校核 4 1 1 彈簧的 選擇 要了解 拉力器 就要更多的 了解一些彈簧得專業(yè)知識。常用彈簧得種類 分： 圓柱形螺旋拉伸彈簧 ， 圓柱形螺旋壓縮彈簧 ， 錐形螺旋壓縮彈簧 ， 圓柱形螺旋扭轉(zhuǎn)彈簧 ， 環(huán)形彈簧與蝶形彈簧 ， 盤形彈簧 ， 板彈簧 。臂力鍛煉器中則需用到 圓柱形螺旋彈簧 。 4 1 2 圓柱螺旋彈簧的設(shè)計 在拉力器和推力器中均用到圓柱螺旋彈簧，以下對其做詳細介紹： 4 1 2 1 圓柱螺旋彈簧 圓柱螺旋彈簧得設(shè) 計是金屬絲按螺旋線卷繞而成，制造簡單，應(yīng)用廣泛。根據(jù)它得功用可分為 :壓縮彈簧、拉伸彈簧、扭轉(zhuǎn)彈簧。 圖分別如 4.1 所示： 拉伸彈簧 壓縮彈簧 扭轉(zhuǎn)彈簧 圖 4.1圓柱螺旋彈簧 充值下載文檔就送全套 CAD 圖紙 扣扣加 414951605 充值下載文檔就送全套 CAD 圖紙 扣扣加 414951605 4 1 2 2 壓縮彈簧特性線圖 ： （圖 4.1.2.2） a、 H0：彈簧的自由高度 ； b、 F1：最小工作載荷，即預(yù)先承受的載荷，彈簧壓縮量為 1； c、 F2：工作時承受的最大工作載荷 ，彈簧壓縮量為 2； 圖 4.2 壓縮彈簧特性線圖 d、 h：彈簧的工作行程， h=2 1； e、 Flim：彈簧的工作極限，彈簧相應(yīng)的壓縮變形量為 lim. 一般地： F1（ 0.1 0.5） F2 F20.8Flim 4 1 3 拉伸彈簧彈性線圖 （圖 4.3） a、螺旋彈簧 地卷繞方式有冷卷法和熱卷法兩種。彈簧絲直徑 d8mm 時用冷卷法，d0.8 時用熱卷法。冷卷地彈簧多用于冷拉、經(jīng)過熱處理地優(yōu)質(zhì)碳素彈簧鋼絲，卷成后一般不再經(jīng)淬火處理。熱卷彈簧卷成后須經(jīng)熱處理。 b、按卷繞方式不同，拉伸彈簧分為無預(yù)應(yīng)力和有預(yù)應(yīng)力兩種，圖 b 為無預(yù)應(yīng)力拉伸彈簧地彈性線圖，與壓縮通航地特性線圖相同。 圖 c為有預(yù)應(yīng)力拉伸彈簧地特性線圖。有預(yù)應(yīng)力拉伸彈簧在卷繞后各圈互相并緊，各圈間有一定壓緊力，因而產(chǎn)生一定的預(yù)應(yīng)力。即在自由狀態(tài)下彈簧已承受了一定的初拉力 F0，相應(yīng)變形為 2 ，總變形量 0 2 。 充值下載文檔就送全套 CAD 圖紙 扣扣加 414951605 充值下載文檔就送全套 CAD 圖紙 扣扣加 414951605 圖 4.3 拉伸彈簧彈性線圖 4 2 彈簧強度計算 a、強度校核公式： b、彈簧絲直徑的計算公式： 式中： 彈簧的許用 扭矩剪應(yīng)力 (MPa)； F2 最大工作載荷（ N）； d 彈簧絲直徑（ mm），其值應(yīng)圓整為系列值； D2 彈簧圈中徑（ mm）； C 彈簧指數(shù) ； K 彈簧的曲度系數(shù) ； 4 3 彈簧剛度計算 1、彈簧的工作圈數(shù)： 充值下載文檔就送全套 CAD 圖紙 扣扣加 414951605 充值下載文檔就送全套 CAD 圖紙 扣扣加 414951605 式中： G 彈簧材料的剪切彈性模量； h 工作行程； 若 n15，則取 n為整數(shù)圈； 若 n15，則為 0.5 圈的倍數(shù)。 2、彈簧剛度的計算： 3、剛度越大，不易變形；剛度越小，較易變形。 4 4 彈簧的選擇 戶外健身器長期受到日曬雨淋，又由于健身者的不正確使用，長期受力不均，力的變化范圍也比較大，因此在選擇時，所選的材料不僅要防銹，耐磨擦，還應(yīng)在溫度變化范圍較大時也應(yīng)該能適應(yīng)。彈 簧在工作時強度的確定，許用應(yīng)力的大小都應(yīng)該按照健身者所給的力來確定，因此在對彈簧的選擇時可以按照下表（表 4.1）來進行： 表 4.1：選擇彈簧時的參數(shù) 充值下載文檔就送全套 CAD 圖紙 扣扣加 414951605 充值下載文檔就送全套 CAD 圖紙 扣扣加 414951605 4 5 彈簧的選擇結(jié)果 類別： 鋼絲 材料： 60Si2Mn 許用剪切應(yīng)力： 480 剪切彈性模量 ： 8000 推薦硬度范圍（ HRC） ： 45 50 推薦推使用溫度（ ） ： 40 200 實例： 已知 健身拉力器的壓縮部位 由 組碳素彈簧鋼絲卷繞的圓柱形螺旋壓縮彈簧，工作時承受的載荷 F2 1200N（ 類載荷），要求彈簧內(nèi)徑 D150mm 。試計算彈簧指數(shù)和 彈簧絲直徑 d。解：本題給出了彈簧內(nèi)徑 D1的限制條件，需要用試算法來確定彈簧指數(shù) C。因碳素彈簧絲的許用應(yīng)力 與彈簧絲直徑 d 有關(guān)，故應(yīng)采取試算法求彈簧絲直徑 d。按經(jīng)驗取 d=6mm，則 取 C=9 查表， b 1350MPa,K=1.16，則 0.5b=675MPa d d ，且它們較接近，因此計算結(jié)果安全、適用 5 扭轉(zhuǎn)盤力的校核（圖 5.1） 如圖 5.1 所示為轉(zhuǎn)向軸 AB，在工作時發(fā)生扭轉(zhuǎn)變形，這類變形形式是大小相等，方向相反，作用面都垂至于桿軸的兩個力偶引起的，表現(xiàn)為桿件的任意兩個橫截面發(fā)生繞軸線的相對轉(zhuǎn)動。 m 9549 m m 外力偶矩 要求截面 n-n上的內(nèi)力系，必須求內(nèi) 力偶矩 T,由平衡方程求出 x 0,求出 T- m 0 T m 由于內(nèi)力偶矩的數(shù)值與外力有關(guān)，外力的數(shù)值又與人的因素有直接的關(guān)系，所以主要要求出外力所給的扭轉(zhuǎn)力。對于環(huán)形閉口壁截面的和 S 分別是： 圖 5.1扭轉(zhuǎn)盤的受力分析 ， S 2 = 截面的周長 應(yīng)力 2 實心軸的最大剪應(yīng)力應(yīng)為 51 Mpa max T w 51000000 充值下載文檔就送全套 CAD 圖紙 扣扣加 414951605 充值下載文檔就送全套 CAD 圖紙 扣扣加 414951605 扭轉(zhuǎn)盤的主視圖 側(cè)視圖圖 5.2 扭轉(zhuǎn)盤 圖 5.3扭轉(zhuǎn)盤受力分析 6 桿件力的校核 6 1 桿件變形的基本形式 材料力學(xué)上將長度遠大于橫截面尺寸的構(gòu)件，稱為桿件。桿件分為曲桿和直桿，桿件變形的基本形式主要有以下四種：（ a）拉伸或壓縮；（ b）剪切；（ c）扭轉(zhuǎn)；（ d）彎曲。如扭轉(zhuǎn)盤根部的桿件的變形形式為扭轉(zhuǎn)變形，連接扭轉(zhuǎn)盤桿件上面的桿件為壓縮變形。桿件選擇的 結(jié)果： 材料名稱： 45鋼 材料結(jié)構(gòu)：中空桿狀 s（ Pa）： 353 b（ Pa）： 598 6 2 軸向拉伸或壓縮時的變形 充值下載文檔就送全套 CAD 圖紙 扣扣加 414951605 充值下載文檔就送全套 CAD 圖紙 扣扣加 414951605 衡量材料力學(xué)性能的指標主要有：比例極限（或彈性極限） p，屈服極限 s，強度極限 b，彈性模量，延伸率和端面收縮率等，表 6.1 給出了幾種材料在常溫靜載下的數(shù)值，此值可在整個力的校核過程中直接引用。 表 6.1 ：幾種材料在常溫靜載下的 s， b 數(shù)值 材料名稱 牌號 s（ Pa） b（ Pa） 優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼 40 45 333 353 569 598 合金結(jié)構(gòu)剛 20Gr 40Gr 539 785 834 981 灰鑄鐵 HT15-33 拉 98.1274 壓 637 桿件橫截面上的應(yīng)力為： P A 桿件的變形為： l l EA Pl EA 由此公式可看出：當應(yīng)力不超過比例極限時，桿件的伸長與拉力 P和桿件的原長度 l 成正比，與橫截面面積 A 成反比。以上結(jié)果同樣可以用于軸向壓縮的情況，只要把軸向拉力變?yōu)閴毫涂梢粤?。下表（?6.2）為幾種常見材料的 E和值： 表 6.2： 幾種常見材料的 E和值 ： 材料名稱 E（ GPa） 碳 鋼 合金鋼 灰鑄鐵 銅及其合金 鋁合金 196 216 186 206 78.5 157 72.6 128 70 0.24 0.28 0.25 0.30 0.23 0.27 0.31 0.42 0.33 注： E彈性模量 泊松比 （ E，都為固定值） 例 如圖 6.1 所示在以上所設(shè)計的健身器上都有簡單的托架。 BC 桿為圓鋼，橫截面直徑為 40。 BD 桿為 8號槽鋼。若 =160Mpa， E=200Pa，試 校核該托架的強度。設(shè) P=60KN。（單位 為： ） 充值下載文檔就送全套 CAD 圖紙 扣扣加 414951605 充值下載文檔就送全套 CAD 圖紙 扣扣加 414951605 圖 6.1托架強度校核 解：三角形 BCD 三邊的長度比為 BC： CD： BD=3： 4： 5，由此求出 BD=0.4，并根據(jù) B點的平衡方程，求得 BC 桿的軸力為 N1 和 BD桿的軸力 N2 分別為： 1= 45 (拉 ) 2 75（壓） BC桿截面的面積 1=0.001256（平方米）。 BD 桿為 8 號槽鋼，根據(jù)型鋼表（材料力學(xué) 400 頁）查得得截面面積為 2 0.00102（平方米）。于是 BC和 BD 桿的應(yīng)力分別為： 1 1 1 0.000045 1000 0.001256 3.58 Mpa 2 2 2 0.000075 1000 0.00102 73.5 Mpa 兩桿都滿足強度要求。 7 健身器表面涂料的選擇 一般來說，涂料的重要性首先體現(xiàn)在其具有的優(yōu)良保護作用上，目前，幾乎所以工業(yè)產(chǎn)品都離不開涂料的保護。隨著現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展，對涂料的要求也越來越高，并發(fā)展了諸如絕緣涂料、導(dǎo)電涂料、示溫涂料、可剝涂料等具有特殊作用的涂料品種。由于健身器放在戶外長期經(jīng)受日曬雨淋，為彌補這點及改善晝夜溫差大的缺陷于是此種油漆要金屬附著性好，