《机械创新设计》课程设计设计题目：单人多功能健身器
专业：机械设计制造及其自动化
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摘要：
全民健身，利国利民，随着社会的发展人们开始越来越重视自己的身体健康，但在现在的中国由于生活水平层次不齐，所以并不是所以的人都能够消费得起天天到健身房进行健身锻炼的，所以设计一款适合广大人民的需要，同时在普遍情况下能够承受的单人或多人健身的健身机是具有广阔的市场空间的，但现在的市场上的健身器械虽大部分是单人式多功能的组合健身器械，但由于其不和市场的标价从而使得健身器械到现在为止依然不能进入普通人家，为此设计一款价廉，且功能符合需要，实用的健身器械是我设计的主题，其中要注意避免像市场上的单人健身器械的利用率低的问题，同时满足人们的需要，除此之外还要求外型美观，安全耐用，工作平稳，便于维护，制造加工方便，成本较低最为重要。
为此，我专门走访了许多的健身房和一些健身专柜进行实地考察，同时上网收集资料，了解广大健身教练和用户的感受，同时调查他们的需要，总结各方面的要求，设计了该款单人多功能健身机。
1、功能分析与工作原理分析
现在人们锻炼普遍锻炼的肌肉是，胸肌，肱二头肌，肱三头肌，以及腿大肌，我设计的单人多功能健身机可以提供一下三种锻炼：腿部锻炼，做手向前的锻炼，以及人站立手拉拉杆的锻炼。这三种功能集成起来，就会使得器械整体比较协调，而且看起来特别美观（锻炼的机构分别在器械的上面，中间，和下面），这样就可以锻炼的多块肌肉如：胸大肌，退大肌，趾长肌，股直肌，肱二头肌，肱三头肌，斜方肌，三角肌，背阔肌等肌肉。
2、机构方案设计与评价
3所选方案功能及工作原理简述
1）只能提供单人锻炼，但为多功能器械。
2）安全可靠，工作平稳，无噪声。
3）锻炼量可调节，每级五kg，操作方便。
4）设计合理，解决目前市场上健身机械的设计不足，并便于生产制造。
5）外型美观，采用拼装结构，便于包装运输。
6）选材合理，经济性能好，造价控制在2000元范围内。
虽然单人多功能健身机由上面这几部分组成，但在具体装配过程中依然
可能会有些许的变动，因为它涉及得到零件的配合关系，以及当地的地
理环境。
同时结合市场以及健身房里的健身器械，虽大部分都属于单人多功能型
的，但由于某些体育公司为了谋求利益使得器械的强度达不到应有的强
度要求，由此一旦器械坏了，将造成器械维修麻烦和器械的使用寿命不
高等。所以在我的设计中非常注意材料的选择，只有注意了这方面才能
有效地提高器械的性价比。
4．结构设计（要求另附图纸）
设计一台新健身器械并投放市场并没有看到的那么简单，他需要你提前做好市场调查，了解健身爱好者的需要，然后根据需要，提出健身机的设计要求，然后到提出设计方案，画草图，做出预览，然后修改，选材，加工，验证。由此可见，设计一台健身器械并不是一朝一夕能够完成的事情，除此之外，设计一台健身器械讲究的是人们接受它，同时它上面的互换性要好。
设计材料的选定
选定材料至关重要，材料的选定决定了一台健身机的使用性能，安全性能
和它的寿命。所以说，选材是一件很慎重的事情，也是一件很花时间的事情，什么场所用什么材料都是一个非常严格的问题，绝对不能有半点马虎。材料选的太好以来造成太大的浪费，二来给加工带来了一些麻烦(一般好的材料强度较高，硬度也相应提高了，这样对机械加工都是不利的)。尤其是对健身器械来说，大部分的刚才都是选用型材及板材的焊接，这样一来就要求材料有良好的焊接性能。选材料，我们是在考虑满足性能要求的情况下同时尽可能买周边的材料，这样可以减少运输成本，降低成本。
这里我根据同学对南昌市钢材市场调查选择了一下一些钢材:
在调查中发现大部分的健身器械的配重都是用HT105铸造的，而在实际过程中，由于铸铁较脆，很容易开裂而破坏。所以我放弃了使用铸铁来做配重的想法，于是我决定使用30mm厚的冷轧钢板
通过钢板气割后加工就可以得到，使用这种材料有一个很大的好处：它的韧性特别好，在锻炼的过程中不容易坏掉，用来加工配重的表面质量及尺寸公差要求不是很高，可以使用废弃了的钢板（经过去除表面毛刺及去除表面的锈迹，然后再加工出要求的形状，再喷上油漆就行了），这样可以节约成本，使得废弃的东西得以再生，符合当今环保节约的需要，是符合当今形势发展的。其余大部分的钢板采用30mm厚的。
导管的选定，由于导管要求的精度较高一点，如：直线精度不高会造成运动的不方便，给运动员带来不便，同时表面喷漆不可行，因为他要与配重摩擦，很容易掉漆后生锈，所以我们采用不锈钢管表面烤漆。
由于配重在锻炼的过程中或多或少的会产生噪音，我在此套用了一种比较简单的方法，且又便于维修;我们在配重下面做四个对称的圆孔，用以安装
用橡皮做的橡皮圆柱体，这样就使得噪音大大的减少同时由于安装留有一定的空隙，便于以后的维修。除此之外它的互换性特别的好具体见图。
底座的设计
底座的设计特别的重要，它关系到整台机械的使用性能。它是支架，配重和立柱及导向装置的安装基础，所以它的强度要高，结构要扎实再生产焊接中不能存在任何的缺陷，焊接的公差也要在一定的范围内，还有形位公差等具体尺寸见图，三维效果图如下：
由于两种材料都为低碳钢焊接的性能也特别的好，越能达到设计要求，同时因为采用的都是型材的焊接，对公差的要求不是很高，只有在制造的时候进行校准，底座要与其他部件安装，与其它部件采用焊接当然是可以的，但这样在运输过程中运输不是那么方便，这里我搞的与其它部件连接采用螺栓连接。
在设计底座时，必须先考虑底座的受力情况，由于底座上安装右立柱，支架，导向装置，及上支架配重等，这些部件都对称安装，所以底座的受力情况并不复杂。它主要是受上面型材的重力，在这里我们将安全系数取为3，由于每根所取钢管的受力大于至少5000N，以每个人的重量加上上面材料的重量是远小于5000的，因而是比较安全的，除此之外还收两边
拉力，但相对较小，这些可以用螺栓来克服。我采用方形管来做底座的原因是在保证器械运行平稳的情况下减轻器械总的重量，给运输带来方便。支架的设计
支架的作用;支架是这台器械的重要部件，它提供锻炼者以舒服的运动环境，支架的设计是一个比较实际的问题，它的外表不仅要美观大方，而且要有很多人性化的特点，能适应不同锻炼者的身体条件。同时由于支架担负着重要的角色，还要在上面安装坐垫，等东西，具体见图纸，下面是三维图。
该支架在加工时选用冷弯方管焊接，还要在上面安装滑轮夹座，在焊接的
时候校准变形并打磨毛刺，表面烤漆。
对于运动支架，我设计了较多的手握地方，这样设计有许多的优点，他可以提供锻炼者较多的运动空间，同时脚步锻炼那里没有设计障碍，不同身高的锻炼者都可以进行锻炼锻炼者坐上去对整体受力已有所考虑，所以绝对安全。同时坐上锻炼者更能保证器械的平稳，
设计的主要数据：
总高度；2000mm
总长度; 1700mm
座高：450mm
能正满足大部分的锻炼者。
其中滑轮的位置在装配的时候进行设计，我在设计的时候选用的材料是冷弯方钢
该支架与底板到后焊死。以减少震动。在支架的上部我采用一根与水平焊接的杆，是为了确定手操纵机构有一个极限位置。如上图;支架设计可见。
配重的设计
配重在器械中的性能也占有举足轻重的位置，对他的设计考虑有以下几点要求。
在锻炼的时候由于配重忽上忽下的运动会有很大的撞击，因此，在设计配重的时候，市场上常用的方法是在配重的周围用注塑机包裹一定厚度的橡皮。这种做法有一定的缺点，对于小批量的生产很不适合会造成成本
的提高，而且也不便于维修，一旦外表面的橡皮经过多次撞击和老化以后，就很容易坏掉和脱落，一旦橡皮脱落以后噪音和冲击就来了，这样影响配重的使用寿命，而且巨大的噪音影响锻炼者的心情，而且还不便于维修，这样，配重就相当于报废了。
配重在导向杆中上下滑动，导杆时选用1Cr18Ni9不锈钢管材，是价格较贵的一种，因此为了保护导杆，因此需要对配重孔进行改进。
市场上大部分配重是每块5kg，一般情况下人们的锻炼时候的力量不会超过65kg，这样就需要13块，在数量上讲不是很多，所以在这方面我就决定依然采用市场上的数据。
我也做了点调查，在损坏了的材料中几乎都是由于太脆开裂而报废的，由于这些配重都是用HT105(灰口铸铁)铸造而成的，而铸铁的缺点就是韧性低，质脆（据计算：配重的厚度只有30mm并且在配重的中心开了一条深12mm 的槽）这样一来就使的配重跟容易在锻炼时开裂而报废。
为了便于维修，我不采用橡皮包裹的配重，我在配重下面安装了四个￠20深12 的孔，然后在里面安装高度为17的橡皮圆柱
此为第一块配重
此为一般配重位于第一块配重下面。
为了防止配重磨损导杆，我觉得可以用适当长度的塑料管在导管中加热到达到适当温度厚再把塑料管往外翻，这样就行了啊
在选材时，我不采用铸铁用回收的板材，它的强度不成问题，韧性也能保证。
再设计配重时，我还专门设计了第一块配重（就是安装在最上面的那块配重），由于吊杆要吊起配重，使用一销将配重与之连接起来，所以配重一和吊杆要有安装关系我在这里用一螺钉使得配吊杆在配重中有个准确的位置，主要是限制吊杆的旋转运动，这样锻炼者在选择力量的时候就方便多了。如图所示两边通孔与导杆配合，并在其中翻塑料处理。塑料管可以为废弃的，重要的是尺寸，配合公差要与导杆一至。
在制造配重的时候，可以先通过气割，割下一定尺寸的毛坯，然后打磨毛刺后，在铣床上铣平相应的面（如果钢材采用的是废弃的板材，他外表面不是很整齐，下料时留的加工余料要大些）然后钻孔，倒角后后喷砂处理后喷油漆就可以了。然后钻安橡皮的空就行了，最后装上橡皮。
滑轮的设计
在设计滑轮的时候，我要先说明一下，滑轮在整台健身机械中的作用：滑轮在器械中承担着钢丝绳的导向及减少摩擦的作用，由于整个滑轮的受力不是很大，可以采用铸造的办法获得，也可以使用冷冲压后焊接的办法获得，滑轮在此台器械中主要受压应力的作用而且一般不会超过6500N, 然而一般钢材的受力都大于此数值，所以强度不是重点考虑的问题，同时由于滑轮的运动都是围绕中心运动，所以我设计在里面加一个轴承，由于滑轮，轴承，及夹座三者之间有一定的配合关系，这样使得中心孔不易磨损。并且在转动的时候摩擦也减小了，从而保证了滑轮的使用要求和使用寿命。下图为滑轮三维图。为了便于在装配上表示，某些并没有完全表示出来。
采用两个上面的组装起来即可。这样适合如果大规模生产，可以采用冲压工艺，通过落料形成，然后在中间放上轴承厚用铆钉或螺栓连接就可以这样的生产方法有许多优点：首先选材保证了他的强度，同时用料省，加工简单，成本低，加工精度高，生产效率高，但不适合小规模生产，原因是现在磨具
的设计制造费用相当昂贵，它大致工艺为，下料，成型，冲孔等。这样就降低了成本。
其他零件的设计
现在来设计其他的零件，如动滑轮夹板，海绵防护体，坐垫级靠垫，这些大部分是由其他工厂定做，这些东西设计尺寸要求不是很高，像坐垫，靠垫这些不是由工厂生产出来的就是由外面定做的，只要使锻炼者感觉到舒服就可以了垫子选用黑色，并用螺栓或螺钉与支架连接其中钢丝绳的长度具体有安装时确定。
标准件的选定
本次设计中采用了许多的标准件，在选用标准件的时候要特别的考虑。本次设计中采用了这些标准件：轴承，螺栓，螺钉，垫圈，球头螺母等。
1） 立柱与底座的联结采用m30的螺栓，下面校核它的强度：
[]1.3a /4
F dd δπ≤其中在实际中Fa （max ）=15KN 螺栓的材料为Q235，[]δ=235MP ，
d=30mm ，所以立柱取M30的是完全的 。这里取30是完全可以的。
2） 根据设计手册可以找到轴承应当为6202（GB/T276-1994），假如轴
承选定的过小会引起滑轮在使用过程中较大的滑动，摆动，给轴承
本身带来不利的影响。
3） 在脚部锻炼的地方由于为了防止膝盖碰伤，我采用球头螺母和螺
柱，因此既美观又能保证安全。
4） 还有去其他一些螺栓，弹簧垫圈，钢丝绳夹等，由于受力不是很大，
只要按照配合关系选购就行了啊。
配合公差的设计
两零件的配合关系将对机械产生较大的影响，如运动的平稳性，运动的精度，工作的噪声，进一步影响机械的使用寿命，所以公差要选的比较合理，这里就说明几处重要的。
其中有运动关系的地方一律采用间隙配合，主要是因为力量型的健身器械运动精度要求不是很高，在周围联结出采用大间隙配合，保证锻炼过程中阻力小，减少对销的摩擦，且便于装配。
装配
由于本健身机大部分是采用的管材，板材，管材通过下料后焊接并校准变形后打磨毛刺喷漆就行了，对材料切除率小，这样对装配就带来很多的不便，比如：管材的尺寸公差大，焊接生产的零件精度不高，表面质量不好，这样对装配师傅的技能要求相应提高了，安装的简约顺序是先连接底座和立柱，然后安装支架，装配重，插好导杆，后装上支架，过程中假如钢丝绳，最后用螺栓，螺钉固定，最末装坐垫靠垫。装配必须按照一定的装配顺序，不然的话，会出现一些零件无法安装的情况。
如图所示：
5．本项设计的创新点
由于中国人口众多，人均房屋面积底下，同时造成房价暴涨，现在的让人们普遍住在商品房里面，所以空间有限，所以我在设计的时候明确了自己设计的方向，要求作品结构紧凑，相对占地较小，安全性能高，能满足人们对多种肌肉的锻炼，一方面增加锻炼的多功能性，另一方面也让人们舒适锻炼，方便锻炼。为此在功能上进行优化选择，将一些不常用的功能删除，器械的使用率，节约资源，以符合人们健身的需求。
我设计的是一项多功能的单人健身机，他虽然只提供单人健身锻炼但是他提供了多项功能，同时据我的调查，现在人们锻炼普遍锻炼的肌肉是，胸肌，肱二头肌，肱三头肌，以及腿大肌，我设计的单人多功能健身机可以提供一下三种锻炼：腿部锻炼，做手向前的锻炼，以及人站立手拉拉杆的锻炼。这三种功能集成起来，就会使得器械整体比较协调，而且看起来特别美观（锻炼的机构分别在器械的上面，中间，和下面），这样就可以锻炼的多块肌肉如：胸大肌，退大肌，趾长肌，股直肌，肱二头肌，肱三头肌，斜方肌，三角肌，背阔肌等肌肉。
6.本项设计的应用和发展前景
体育健身器械的创新设计是一门实践性的课题，我在确定方案的时候做了许多的市场调查，并在网上收集了许多相关的资料，除此之外，我还走访了许多的健身教练及健身爱好者，最后在老师的知道下，经过我仔细的思考最终确定了这次设计的思路：由于目前市场上的健身器械大多是但人多功能健身器械，好多一味追求功能的齐全有的产品甚至包含了十八种功能，这样就造成了许多功能的闲置，而由于设计复杂，工作时常出现故障，维修困难，随着人们生活水平的提高，大众健身的意识越来越强，高校，社区纷纷开设了健身房，但由于目前中国人们的消费水平还不满足人人到健身房消费，虽然健身器械看起来还是有点超出普通人的消费水平，但依然比去健身房实惠，而且能更加方便，所以以后的产品针对的人是大部分的白领，及以上够消费的人群。他们由于时间的原因，去健身房不大适合时间安排，而且
他们也消费得起，同时由于中国人口众多，人均房屋面积底下，同时造成房价暴涨，现在的让人们普遍住在商品房里面，所以空间有限，所以我在设计的时候明确了自己设计的方向，要求作品结构紧凑，相对占地较小，安全性能高，能满足人们对多种肌肉的锻炼，一方面增加锻炼的多功能性，另一方面也让人们舒适锻炼，方便锻炼。为此在功能上进行优化选择，将一些不常用的功能删除，器械的使用率，节约资源，以符合人们健身的需求。
7《机械创新设计》课程设计的心得与体会
在此，我的设计以告一段落，同时由于我们的专业水平有限，所以在设计过程中难免有许多的问题，还望老师给与批评指正，在这次创新设计中我们感受到了生活中很多的问题，有的是我们不能解决的，也有的是可以通过我们的创新来改变的，我们的生活充满了运动，在这次健身器材中我们深刻体会到了这样的创新可以方便了我们的锻炼节凑和可用性！
主要参考文献
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《机械创新设计》课程设计设计题目：单人多功能健身器 专业：机械设计制造及其自动化 班号： 姓名： 学号： 成绩评定： 指导教师：
摘要： 全民健身，利国利民，随着社会的发展人们开始越来越重视自己的身体健康，但在现在的中国由于生活水平层次不齐，所以并不是所以的人都能够消费得起天天到健身房进行健身锻炼的，所以设计一款适合广大人民的需要，同时在普遍情况下能够承受的单人或多人健身的健身机是具有广阔的市场空间的，但现在的市场上的健身器械虽大部分是单人式多功能的组合健身器械，但由于其不和市场的标价从而使得健身器械到现在为止依然不能进入普通人家，为此设计一款价廉，且功能符合需要，实用的健身器械是我设计的主题，其中要注意避免像市场上的单人健身器械的利用率低的问题，同时满足人们的需要，除此之外还要求外型美观，安全耐用，工作平稳，便于维护，制造加工方便，成本较低最为重要。 为此，我专门走访了许多的健身房和一些健身专柜进行实地考察，同时上网收集资料，了解广大健身教练和用户的感受，同时调查他们的需要，总结各方面的要求，设计了该款单人多功能健身机。
1、功能分析与工作原理分析 现在人们锻炼普遍锻炼的肌肉是，胸肌，肱二头肌，肱三头肌，以及腿大肌，我设计的单人多功能健身机可以提供一下三种锻炼：腿部锻炼，做手向前的锻炼，以及人站立手拉拉杆的锻炼。这三种功能集成起来，就会使得器械整体比较协调，而且看起来特别美观（锻炼的机构分别在器械的上面，中间，和下面），这样就可以锻炼的多块肌肉如：胸大肌，退大肌，趾长肌，股直肌，肱二头肌，肱三头肌，斜方肌，三角肌，背阔肌等肌肉。 2、机构方案设计与评价 3所选方案功能及工作原理简述 1）只能提供单人锻炼，但为多功能器械。 2）安全可靠，工作平稳，无噪声。
(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)实用新型专利 (10)授权公告号 (45)授权公告日 (21)申请号 201920303360.7 (22)申请日 2019.03.11 (73)专利权人 宁波无名人健身器材有限公司 地址 315176 浙江省宁波市海曙区古林镇 葑水港村 (72)发明人 竹春春 (74)专利代理机构 北京君泊知识产权代理有限 公司 11496 代理人 王程远 (51)Int.Cl. A63B 22/00(2006.01) A63B 22/14(2006.01) A63B 23/12(2006.01) (54)实用新型名称 一种多功能健身器材 (57)摘要 本实用新型公开了一种多功能健身器材，包 括底架、漫步机、磁石扭腰器、左右拉力器、高位 拉力器和高拉杠，所述底架为H型设置，所述底架 两侧安装有同一个漫步机，所述底架与漫步机安 装位置开设有有漫步安装孔，所述底架一端与磁 石扭腰器连接，所述底架与磁石扭腰器连接位置 开设有磁石扭腰安装孔，所述底架靠近一端的顶 部两侧均安装有支撑架，所述底架与支撑架安装 位置开设有垂直安装孔，两个所述支撑架顶部均 活动插接有第一L形弯弧杆，两个所述第一L形弯 弧杆外侧均与左右拉力器连接。本实用新型通过 使一台装置上具备有多种不同的功能，从而减少 多种器材同时占据的空间以及购买用金钱，节约 一定的空间效果。权利要求书1页 说明书4页 附图6页CN 209900570 U 2020.01.07 C N 209900570 U
权 利 要 求 书1/1页CN 209900570 U 1.一种多功能健身器材，包括底架(1)、漫步机(2)、磁石扭腰器(3)、左右拉力器(4)、高位拉力器(405)和高拉杠(6)，其特征在于：所述底架(1)为H型设置，所述底架(1)两侧安装有同一个漫步机(2)，所述底架(1)与漫步机(2)安装位置开设有有漫步安装孔(101)，所述底架(1)一端与磁石扭腰器(3)连接，所述底架(1)与磁石扭腰器(3)连接位置开设有磁石扭腰安装孔(102)，所述底架(1)靠近一端的顶部两侧均安装有支撑架(7)，所述底架(1)与支撑架(7)安装位置开设有垂直安装孔(103)，两个所述支撑架(7)顶部均活动插接有第一L形弯弧杆(701)，两个所述第一L形弯弧杆(701)外侧均与左右拉力器(4)连接，两个所述第一L 形弯弧杆(701)顶部均设置有第二L形弯弧杆(702)，两个所述第二L形弯弧杆(702)一端底部均与高位拉力器(405)顶部连接，两个第二L形弯弧杆(702)相对的一侧均与同一个高拉杠(6)连接。 2.根据权利要求1所述的一种多功能健身器材，其特征在于：所述漫步机(2)包括两个漫步支架(201)，两个所述漫步支架(201)底部通过漫步安装孔(101)与底架(1)连接，两个所述漫步支架(201)相对的顶部一侧均活动套接有漫步L形踏杆(202)，所述漫步L形踏杆(202)一端顶部固定连接有脚踏模(203)，两个所述漫步支架(201)右侧均固定连接有插销(204)，两个所述插销(204)插接有同一个手握杆(205)。 3.根据权利要求1所述的一种多功能健身器材，其特征在于：所述磁石扭腰器(3)包括磁石扭腰盘(301)，所述磁石扭腰盘(301)底部连接有T形支架(302)，所述T形支架(302)一端设置有磁石折叠杆(303)，所述磁石折叠杆(303)一端与T形支架(302)一端之间连接有磁石折叠销(304)，所述磁石折叠杆(303)另一端固定连接有磁石连接扣(305)，所述磁石连接扣(305)通过磁石扭腰安装孔(102)与底架(1)连接。 4.根据权利要求1所述的一种多功能健身器材，其特征在于：所述支撑架(7)一侧设置有两个压腿杠(703)，所述支撑架(7)与第一L形弯弧杆(701)一侧均开设有定位孔(704)，所述支撑架(7)与第一L形弯弧杆(701)上的定位孔(704)之间设置有手摇把(705)，两个所述支撑架(7)相对的一侧之间连接有支撑杆(706)，所述支撑杆(706)顶部靠近两侧均固定连接有L形手抓杆(707)。 5.根据权利要求1所述的一种多功能健身器材，其特征在于：所述左右拉力器(4)包括拉力器本体(401)，所述拉力器本体(401)底部连接有拉力器支架(402)，所述拉力器支架(402)一端设置有拉力器折叠架(403)，所述拉力器支架(402)与拉力器折叠架(403)之间连接有拉力器折叠销(404)。 6.根据权利要求1所述的一种多功能健身器材，其特征在于：所述底架(1)的底部与T形支架(302)的底部均设置有支撑底座(8)，所述支撑架(7)的一侧与底架(1)表面之间连接有支撑顶杆(9)，所述支撑架(7)、支撑顶杆(9)与底座之间形成三角形形状。 2
毕业设计（论文）开题报告 题目：穿戴式健身器的设计、建模与Adams仿真 1. 毕业设计（论文）综述（题目背景、研究意义及国内外相关研究情况） 1.1题目背景、研究意义 能源是人类社会赖以生存和发展的重要物质基础。纵观人类社会发展的历史，人类文明的每一次重大进步都伴随着能源的改进和更替。能源的开发利用极大地推进了世界经济和人类社会的发展。自2008年我国成功举办奥运会后健身在我国越来越流行健身房如雨后春笋般在我国发展，这是我国健身行业发展最强有力的后盾。根据测算每一个成年人锻炼一小时消耗能量0.2kw?h。。那么如果一个健身房有30台这样的设备每台每天工作5小时，相当于为国家节约0.324吨标准煤。这对于有多个连锁分店的健身企业来说无疑是一个最为有效和最为简便的降低健身房的能源成本的方法。通过该设计旨在锻炼学生运用现代设计方法基本原理进行设计和工程分析，使学生受到机械工程师基本训练。 1.2 国内外相关研究情况 健身器材或称为健身器械，就是用于人体健身的器材或器械。近十多年来，它在世界各国却有了极其广泛的应用范围。它不仅适用于人体的健身、健美，而且还广泛应用于群众性的体育锻炼、专业运动的基础训练和体能训练、体疗康
复锻炼以及体育性的文化娱乐和体闲等方面。健身运动最早在美国兴起，1998 年美国健身产业的产值就己达到631亿美元，甚至超过了石油化工(533亿美元)、 汽车制造(531亿美元)及航空、初级金属和木材加工等重要工业部门当年的产 值，这一产值占美国当年GDP的11. 3%，在国民经济中居22位。到1999年， 美国健身产业的产值增加到2000亿美元，成为美国的支柱产业。伴随这一运动 产生的健身器材行业也成为一种热门行业，至今仍方兴未艾。健身器材己在国 际市场上立足了20多年，仅美国每年就有120亿美元的销售额。 随着社会的发展，我国居民的生活水平不断提高，生活方式发生了相应的 变化，体育生活逐渐进入到人们的生活方式之中。随着我国的家庭结构口趋小 型化，家庭劳动社会化，以及五天工作制的实施，人们拥有了充足的余暇时间， 同时，人们的思想观念口益理性化，“与其花100元治病，不如花1元钱防病” 这种健康新理念的广泛传播，使越来越多的民众积极参与健身并为此投资。健 身活动的升温，拉动了健身运动器材的俏销2。 穿戴式健身器目前在国内外健身领域运用并不是很广泛，是一个新兴的需 要开发的项目。可借鉴国内外对于可穿戴式肢体机器的的原理与相关研究内容 对其进行进一步的研究和创新。 2. 本课题研究的主要内容和拟采用的研究方案、研究方法或措施 2.1设计(论文)的主要内容（理工科含技术指标）： 题目内容主要包括三个方面，专用穿戴式健身器的设计，建模和工程分析： A. 在设计方面要求依据设计参数，设计穿戴式健身器的方案，结构。 B. 在建模方面要求建立穿戴式健身器的实体装配模型。对实体装配模型进行工程简化。 C. 运动分析方面要求提取穿戴式健身器的速度，加速度，特性。并输出运动规律曲线。 D. 健身器总重：3.2kg腿肢长度范围：965----1085 mm；腿肢髋关节摆动最大角度：40°；腿肢膝关节转动角度范围：20°----85°；腿肢踝关节摆动最大角度：40°；腿肢弹簧负载范围：-75N----+75N；腿肢弹簧可调力范围：0N----40N；适用身高范围：155----180cm 2.2研究方案: 方案A
精心整理机械创新设计综合实训 设计说明书 设计名称：_________笔记本电脑散热桌________________; 实训班级：_____________机自0911____________________; 组长姓名：_____刘强_________学号_________; 组员姓名：_____刘强_________学号_________; 南京工业职业技术学院 2010年11月19日 目录 第一章背景概述-----------------------------------------------------2 第二章设计方案-----------------------------------------------------3 第三章设计计算-----------------------------------------------------4 第四章设计创新点--------------------------------------------------5 第五章总结-----------------------------------------------------------6 参考文献--------------------------------------------------------------------6 附图： 装配图-----------------------------------------------------------------------7 零件图-----------------------------------------------------------------------7-10 三维图-----------------------------------------------------------------------10-13 第一章背景概述 中国电脑桌产业发展研究报告 中国电脑桌产业发展出现的问题中，许多情况不容乐观，如产业结构不合理、产业集中于劳动力密集型产品；技术密集型产品明显落后于发达工业国家；生产要素决定性作用正在削弱；产业能源消耗大、产出率低、环境污染严重、对自然资源破坏力大；企业总体规模偏小、技术创新能力薄弱、管理水平落后等。 从什么角度分析中国电脑桌产业的发展状况？以什么方式评价中国电脑桌产业的发展程度？中国电脑桌产业的发展定位和前景是什么？中国电脑桌产业发展与当前经济热点问题关联度如何……诸如此类，都是电脑桌产业发展必须面对和解决的问题——中国电脑桌产业发展已到了岔口；中国电脑桌产业生产企业急需选择发展方向。 中国电脑桌产业发展研究报告阐述了世界电脑桌产业的发展历程，分析了中国电脑桌产业发展现状与差距，开创性地提出了“新型电脑桌产业”及替代品产业概念，在此基础上，从四个维度即“以人为本”、“科技创新”、“环境友好”和“面向未来”准确地界定了“新型电脑桌产业”及替代产品的内涵。根据“新型电脑桌产业”及替代品的评价体系和量化指标体系，从全新的角度对中国电脑桌产业发展
姓名：王凌昊学号：班级：工设10-2 教师：李春梅成绩： 课题名称：多功能组合健身器的研制 课题分析：一种多功能组合健身器，属于健身器材。它由基架和6种运动机构组合而成。基架由6根立柱和底管构成正六面体形。运动机构有单杠、爬梯、爬绳、吊环、吊杠和爬网。爬网由横梁、竖向绳索、横向绳索及连接扣组成。它功能多、价格低、宜于推广。结实耐用，免维护，使用方便。适于户内外尤其是户外使用，功能价格比高。它可广泛应用于机关、学校、军营、居民小区等场所中，特别适于配置在健身路径中。学科范围：物理、设计、人机工程学。检索工具类型：事实型、专利型。年代范围：2000-2004。馆内合适的所有可利用的数据库名称：中国专利数据库、百度文库、、中国科技成果数据库（万方）、中国科技文献数据库（万方） ......。 检索过程：
检索体会：检索像这样的不常见的东西，就不能像平常一样出入全称，应该用关键字进行检索，这样就能保证检索的结果包含你想要的内容了。如果各个数据库中没有你想要的检索结果，那么网络也是一个不错的选择。 二、论文缩写 多功能组合健身器 工设10-2 王凌昊 摘要 家庭多功能健身器应用广泛。现有的健身器一般都采用单一功能，对人体单一部位进行锻炼，而对那些要求全身得到锻炼的适应能力比较差，直接影响了生产企业的经济效益。为此，该课题提出设计一部家庭用多功能健身器，以适应市场需求。 本文主要对家庭多功能健身器从实际工作需求着手，针对现在产品中存在着规模大功能少等缺点，旨在实现家庭化，多功能化，为本项目市场化、产业化运营奠定了基础。 为此，本文主要进行了如下研究工作： 介绍了家庭多功能健身器的基本特征，指出了家庭多功能健身器的主要内容和难点，综述了家庭多功能健身器研究现状，论证了家庭多功能健身器市场化的必要性和重要意义。 介绍了家庭多功能健身器的构成，工作原理。 通过优化家庭多功能健身器设置方案，合理选材，合理设计家庭多功能健身器的工作流程及各级传动比的分配，设计开发新一代多功能健身器装置。 该健身器适用于家庭室内使用，价格低，功能多。
多功能健身器材 学院：机电工程学院 班级：机械09现代 组
别：第11组
绪论 跑步是目前国际流行并被医学界和体育界给予高度评价的有氧健身运动，是保持一个人身心健康最有效、最科学的健身方式，也越来越受到大家喜爱。户外长跑曾经是大众最喜闻乐见的运动形式，沿着林荫道呼吸着早晨清新的空气，听着枝头的鸟鸣，既能愉悦身心，又可锻炼体魄。只是随着都市的大气变得污浊， 运动方式，表面上看起来似乎能消耗更多的能量，但其造成的运动伤害也要比在大自然中跑步高出数倍。据北医三院运动医学专家林共周博士解释：在马路上跑步，每跑1000米，每只脚就得撞击地面约1000次左右。而在传统跑步机上跑步，人体除自身重量产生的震荡外，脚踝、膝部和臀部的肌肉，特别是肌腱，还要额外承担向后的扭力来确保跑带向后运动。由于扭力过度集中在韧带、关节等几个关键受力部位，更容易使受力部位肌腱组织产生慢性疲劳，造成损伤。很多传统
跑步机使用者，发现自己越是认真锻炼，腿部就越跑越粗，关节也越练越没有力气。传统跑步机并不适合患有脊椎软骨突出、膝关节炎、踝关节扭伤、骨肌腱炎、以及足底筋膜炎的人，因为长期的跑步可能会加重慢性扭伤的情形或加速膝关节的老化。电动跑步机是健身房及家庭较高档的器材，这种跑步机能减轻传统训练对关节的冲击，避免运动受伤，比自然跑步有明显的优势。跑步时后脚跟先着地，顺着跑带方向运动。手脚模仿跑步的动作，前后挥动，从而使全身肌肉得到均衡的锻炼。由于跑带的运动方向与脚步移动的方向一致，韧带部位的扭力就抵消了， 机使用。
设计任务书 设计任务书 设计要求 本次设计的任务是根据跑步者需要进行不同速度的跑步运动。并能实现多项健身运动。根据上述条件绘制黑箱如图2-1。 黑箱电动 跑步机 静止运动者 动力源 信号 跑动运动员 信号 图1-1黑箱
一、多功能滚轮式跑步机 多功能滚轮式跑步机是一种模拟跑台、划船器、推举器、脚踏车和墙顺械运动的健身器；同时还附装按摩器。 主要操作项目及锻炼部位： 1.跑步运动:锻炼腿部各肌. 2.腰部健美运动:腰部、臀部健美。 3.手臂健美运动：增强手臂肌力和健美。 4.腿部健美运动：锻炼腹肌，健美腿部。 5.脚踏车运动：增强腿部诸肌和腹直肌。 6.仰卧起坐运动：增强腹部肌力、健美腹部。 7.立推运动：增强大腿、臂部和下背肌力。 8.360度划船运动：增强胸大肌、腰背肌、腿部诸肌和手部肌力 9.交替划船运动：增强二头肌、户部和腰肌力。 10.反向划船运动：增强臂部、胸部肌力。 11.俯卧撑运动：增强肩部、臂部、胸部肌力。 12.臂部、腰部、背颈部、腹部、腿部按摩运动：使有关部位得到振动性按摩。 锻炼者可根据自己的情况选择适当的运动方式进行锻炼，对人体的心肺功能及上下肢功能肌肉的增强有较好的作用。适用于田女老少家庭健身。 注意事项：运动前先做些伸展运动，运动量逐步加大。用餐前不宜进行运动，用餐后1小时方可运动。 二、划船器 划船器采用铝合金中心滑道，表面喷砂氧化防腐不锈，滑道光滑平整，对称型油缸阻尼，手感阻力均匀可调3档，是一种模拟划船运动的器材，对腿部、腰部、上肢、胸部、背部的肌肉增强有较好的作用。 主要操作项目和锻炼部位：
锻炼人曲腿坐在滑凳上，手足同时施力，腿部伸直后腰部后仰，双臂向两侧后划，模似划船。 适用对象：专业训练、家庭健身。 注意事项：餐前餐后请勿运动，注意施力要领，防止后脚跌倒。 三、多功能平板跑步机 多功能平板跑机是一台可模拟跑台、划船器、推举器、脚踏车等器械进行跑步运动、腰部健美运动、手臂健美运动、腿部健美运动、脚踏车运动、仰卧起坐运动、立推运动、360度划船运动、交替划船运动、反向划船运动、仰推运动、俯卧撑运动、按摩放松运动等13种运动功能。锻炼者可根据自己的情况，选择适当的运动方式进行锻炼，对人体的心肺功能及上下肢肌肉力量的增强有较好的作用。本机采用平板跑带式，噪声小、阻力平稳、步履感强。适用于男女老少、家庭健身。 使用时和多功能滚轮式跑步机一样，运动前先做些伸展运动，运动量逐步加大，运动后不要马上进食，餐后1小时方可运动。 四、MMT-2型磁电式等动力量健身器 MMT-2型磁电式等动力量健身器为一种机电一体化的带电脑的新一代室内健身吕，它的运动阻力不同于重块式、液压式健身器，而是一种电磁阻力。这种阻力与使用者的体办大小始终自动平衡。不管是运动员还是老人、儿童均是如此，因此使用时锻炼效率高。 老人、儿童使用该器械均十分安全。 MMT-2型健身器的电脑系统能提供功、功率、心率、有效运动时间等多种人体运动参数，有助于不同年龄的使用者达到各自的锻炼目的。 MMT-2型健身器通过简单的转换可以产生30多种运动形式，以达到健身、康复、娱乐及自测体能等目的。 方法及对象： 中老年可根据电脑提供的心率或功率等参数进行能控制运动强度的有氧锻炼，每天或隔天一次，每次20—30分钟以增强心肺功能。 学龄少年儿童每天进行1—2分钟的最大肌肉力量锻炼。可迅速提高身体体能。能自动计时、记录数据。
机械创新设计课程设计 拆装式便携桌椅 院系：机械工程学院 班级： 成员 指导老师： 设计题目：拆装式便携桌椅 2011年3月1日
便携式桌椅设计方案 一、设计任务简介 现今社会，做事讲究效率，那就要求我们身边的一些东西都能简单方便的满足我们的生活需求，简单方便才能提高效率。我们所设计的这款便携式桌椅就是基于这种要求，将桌椅分成各个部件，不用的时候将零件以一种形式组装，使其达到携带方便的要求；使用的时候将各个零件拿出来以另一种形式组装起来当桌椅使用。以此来实现便携方便的特点。 系统设计流程： 总功能 总功能原理解 构思工艺动作过程 工艺过程分解 稳定功能执行功能替换功能 机械整体 确定若干系统可行方案 方案评价、决策
二、 便携式桌椅的市场展望 随着社会的发展，人们生活工作的空间范围越来越大，随时随地都可能成为人们学习工作生活的场所，我们的便携式桌椅可以随时随地为人们的学习工作生活提供一席之地，制作成本也不高，人们会乐于接受这种给他们带来方便的新型桌椅。 二、便携式桌椅的设计方案 1、便携式桌椅的功能与设计要求 （1）功能：把平时我们使用的桌椅拆分成各个部件，不使用的时候组装起来便于存放和携带，使用的时候拿出部件以另一种形式组装起来使用。 基于triz 理论进行设计分析 问题解决过程： 桌椅的折叠问题 系统功能分析 技术矛盾 物场 模型 物理矛盾 HOW TO 模型 创新 原理 分离方法 标准解法 知识库 综合最优方案
备选方案 实现功能 折叠安装便于携带 拆分安装组装成桌椅适用 功能分析 1）制作一个类似包裹的圆形袋子，桌椅在不使用的时候，将其拆分成各个零部件，组装在圆形布袋里面，布袋周围做成拉链，拉上拉链就可以形成一个圆柱型整体，想在外面随处使用的时候只需外出携带这个装有零件的圆形布袋，使用的时候拿出零件简单的组装起来就可以成为一个可以适用的桌椅一套。 2）由于我们设计的桌椅是三个凳子脚支撑，相当于是三点支撑桌子，起到很好的固定作用，三点定面，适用场合广，即使地面不是很平整也能比较稳固。 解决方案1分割。把物体分成容易组装和拆卸的部分 2改变局部。把物体的每个部分处于各自动作的最佳位置 5组合。在空间上将物体或操作加以组合 7嵌套。把一个物体嵌入第二个物体，然后将这两个物体 在嵌入第三个物体…让一个物体穿过另一个物体的空腔 四、方案设计 方案一
产品设计分析报告 姓名 班级学号 报告日期2011年12月24日 艺术与设计学院
一、产品名称 健身器材仰卧起坐板二、外形图
2、产品工作原理 产品使用的方法是：双脚钩在仰卧起坐板前面的钢条部分。然后身体向后倒贴合斜板的弧度。腹部用力收紧向上起身，把重心放在腰腹上面，然后提升重心高度，增加难度，从而给腰腹施压。重复做动作从而逐渐凸显肌肉群。同时该仰卧起坐板还有多宗功能：如反向仰卧，头处于较高一侧，抓紧钢条抬腿，收背，还可以双手支撑在钢条处做俯卧撑。同时该仰卧板不仅仅可以做运动，板面的弯曲弧度也可以用于舒缓背部和脊柱的肌肉。
3、零部件信息
三、总体分析 本次分析的是一款健身器材——可折叠式仰卧起坐板。仰卧起坐板是人们日常生活中比较常见的一款健身器材，它的体积没有跑步机那么庞大，重量也不是十分沉重，结构简单，使用方便，价格便宜，可以满足日常居家健身等使用，是一中十分平民化的产品。本款可折叠式仰卧起坐板颜色是金刚黑，材料是以合金钢、PU、海绵为主，展开的尺寸为120*32*54~72cm，折叠后的尺寸是120*34*16cm。在支架上设有五个调节档孔，满足人们对不同高度不同坡度使用的要求。小孩和大人均可以使用。仰卧板的线条贴合人体背部脊柱的线条，可以起到放松和锻炼人体的作用。同时一款仰卧起坐板不仅仅可以用来做仰卧起坐，还可以俯卧撑、收背、紧腰等等。使用的时候可以将其放平展开，不用的时候可以折叠起来节省储存空间。
四、分项分析 1、形态分析 仰卧起坐板因为其特殊的功能需求要符合人体脊柱的形态，因而在外形方面大多具有很高的相似性，展开后整体构成一个三角形，保证了稳定性，弧形板一端支地，另外一端的翘起与勾脚的钢管相连接，可以调整高度的支架倾斜支于地上，在着地的部分设置了增加摩擦的防滑垫。可以支撑和勾脚的钢管保持了管状原造型，只是在外部附着了一层厚的海绵，这样既可以满足人体360°的接触又可以减小压强没有任何不舒适的硬硌感。在经过折叠后仰卧板收成一块板状形态，可以占据较小的储存空间。
机械设计课程设计任务书 2.已知条件： (1)新型多功能健身单车的重量 G=200N 新型多功能健身单车的载荷重量 G=800-1000N (2)新型多功能健身单车的速度 V=25Km/h(允许重物提升速度误差±5％) (3)大车轮直径 D= 45cm 小车轮直径 D=40cm
目录 1 . 前言.................................................................................................................................................... - 1 - 2. 设计任务............................................................................................................................................. - 2 -2.1 设计题目：休闲娱乐机械的设计............................................................................................... - 2 - 2.2 技术要求....................................................................................................................................... - 3 - 3. 多功能健身龙头的设计..................................................................................................................... - 4 -3.1结构设计........................................................................................................................................ - 4 - 3.2功能设计........................................................................................................................................ - 4 - 4.齿轮链条的设计................................................................................................................................... - 6 -4.1选择链轮齿数................................................................................................................................ - 6 -4.2确定计算功率................................................................................................................................ - 6 -4.3选择链条型号和节距.................................................................................................................... - 6 - 4.4计算链节数和中心距................................................................................................................. - 6 -4.5计算链速υ，确定润滑方式........................................................................................................ - 6 - 4.6计算压轴力Fp ............................................................................................................................... - 6 - 5. 齿轮传动的设计计算......................................................................................................................... - 7 -5.1 选定齿轮的类型，精度等级，材料及齿数............................................................................... - 7 -5.2 按齿面接触强度设计................................................................................................................... - 7 -5.3 按齿根弯曲强度设计................................................................................................................... - 9 - 5.4 几何尺寸的计算......................................................................................................................... - 10 - 6. 轴的设计........................................................................................................................................... - 12 -6.1 前轴的设计................................................................................................................................. - 12 - 6.2 中间轴Ⅱ的设计......................................................................................................................... - 17 - 7.中间轴上键的选择............................................................................................................................. - 22 -7.1齿轮1与轴链接键的选择.......................................................................................................... - 22 - 7.2齿轮2与轴链接键的选择.......................................................................................................... - 22 - 8. 低速轴上键的选择....................................................................................................................... - 23 -8.1低速轴与联轴器链接键的选择.................................................................................................. - 23 - 8. 2齿轮4与轴链接键的选择......................................................................................................... - 23 - 9. 小型发电机照明............................................................................................................................... - 24 -9.1 发电机的基本思路、结构、特点、不足................................................................................. - 24 -
机械创新设计课程设计
2014-2015 第 2 学期
姓
名： 杨富文、何文波、王健、 张晗迪、陈辰
班
级： 2012 级装备 1 班 曹源文教授
指导教师： 成 绩：
日期：2015 年 6 月
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摘
要
在目前各种智能电风扇的前提下，我们加入了电风扇制热这项功能。我们主 要采用石英管发热原理来进行导热，达到在冬季使用电风扇来取暖的目的。应用 单片机原理来控制电风扇各项指令，采用拨式摇头装置来进行摇头，而且还能执 行电风扇的无极调速。 关键词：制热、石英管发热原理、单片机、无极调速
In the current under the premise of all kinds of intelligent electric fans, we joined the fan heating this feature. We mainly adopts quartz tube heating principle to heat conduction, achieve the purpose of using the electric fan to keep them warm in winter. Each instruction principle of application of single chip microcomputer to control the electric fan, using dial type shook his head, shaking his head device and also can perform infinitely adjustable-speed electric fans. Keywords: heating, quartz tube heating principle, single-chip microcomputer, the infinite speed
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学校代码：10410 序号：050407 本科毕业设计 题目：单人多功能健身机 学院：工学院 姓名：辜建勇 学号：20050407 专业：机械设计制造及自动化 年级：机制051 指导教师：文建萍 二OO九年五月
摘要 全民健身，利国利民，随着社会的发展人们开始越来越重视自己的身体健康，但在现在的中国由于生活水平层次不齐，所以并不是所以的人都能够消费得起天天到健身房进行健身锻炼的，所以设计一款适合广大人民的需要，同时在普遍情况下能够承受的单人或多人健身的健身机是具有广阔的市场空间的，但现在的市场上的健身器械虽大部分是单人式多功能的组合健身器械，但由于其不和市场的标价从而使得健身器械到现在为止依然不能进入普通人家，为此设计一款价廉，且功能符合需要，实用的健身器械是我设计的主题，其中要注意避免像市场上的单人健身器械的利用率低的问题，同时满足人们的需要，除此之外还要求外型美观，安全耐用，工作平稳，便于维护，制造加工方便，成本较低最为重要。 为此，我专门走访了许多的健身房和一些健身专柜进行实地考察，同时上网收集资料，了解广大健身教练和用户的感受，同时调查他们的需要，总结各方面的要求，设计了该款但人多功能健身机。 本作品具有以下特点： 1：每个作品只能进行单人锻炼。 2：使用方便，使用方便能够满足用户顺利操作和锻炼调节。 3：安全性好，工作平稳，安全系数值取稍大。 4:锻炼功能组合合理，符合大众健身的需要。 5：制造加工方便，性价比高。 6：结构紧凑，拼装设计，便于包装，运输。 由于我在学校学习的基础知识水平有限，所以在设计中难免有许多的不足之处，恳请各位老师给与批评指正。
机械创新设计课程设计 2015-2016第2 学期 题目：仿人二足步行机器人爬楼梯行走机构设计 小组成员： 班级： 指导教师： 成绩： 日期：2016 年6 月
目录 摘要.................................................................................................................... 第一章绪论 (1) 1.1.前言 (1) 1.2.二足仿生机器人的概念 (1) 1.3课题来源 (2) 1.4设计目的 (2) 1.5技术要求 (2) 1.6设计意义 (3) 1.7设计范围 (4) 1.8国内外的发展状况和存在的问题 (4) 1.8.1.国外发展状况 (4) 1.8.2.国内发展状况 (8) 1.8.3.存在的问题 (10) 1.9.具体设计 (10) 1.9.1.设计指导思想 (10) 1.9.2.应解决的主要问题 (10)
1.9.3.本设计采用的研究计算方法 (10) 1.9.4.技术路线 (10) 第二章仿人二足步行机器人爬楼梯行走机构步态规划 (12) 2.1引言 (12) 2.2仿人二足步行机器人爬楼梯行走机构的步行概念 (12) 2.3步行过程设定 (13) 2.4 双足机器人步态稳定性分析 (15) 2.4.1 步行稳定性判据 (15) 2.4.2零力矩点定义 (16) 2.4.3稳定步态的条件 (17) 2.4.4小结 (18) 2.5 双足机器人步态规划 (19) 2.5.1 引言 (19) 2.5.2 双足机器人步行过程分析 (19) 2.5.3 髋关节规划 (20) 2.5.4 髋关节轨迹对ZMP的影响 (21) 第三章二足机器人的机构分析 (23)
全国大学生第一届机械创新设计大赛获奖作品展示 全国一等奖 北京化工齿动多功能平行口 钳 北京化工齿动多功能平行 口钳 北京化工齿动多功能平行 口钳 大连理工机械式自动节水 水龙头 第二炮兵工程学院军地两用 全自动担架车 第二炮兵工程学院军地两 用全自动担架车 东南大学自适应可翻转探 测车 东南大学自适应可翻转探 测车 东南大学自适应可翻转探测 车 东南大学自适应可翻转探 测车 福大节流阀型高楼逃生器福大节流阀型高楼逃生器福大节流阀型高楼逃生器国防科大行星轮式登月车国防科大行星轮式登月车国防科大行星轮式登月车国防科大行星轮式登月车 哈工并联与分布控制机器 人 哈工并联与分布控制机器 人 哈工并联与分布控制机器 人
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健身器材控制界面的通用化设计 发表时间：2019-07-02T15:38:10.883Z 来源：《基层建设》2019年第10期作者：张玉明[导读] 摘要：近年来，人们逐渐意识到无论是在改善普通群体还是特殊群体的健康状况上，健身锻炼都能产生良好的效果，因此，健身器材作为健身锻炼的重要工具之一备受青睐。山东汇祥健身器材有限公司山东淄博 255000摘要：近年来，人们逐渐意识到无论是在改善普通群体还是特殊群体的健康状况上，健身锻炼都能产生良好的效果，因此，健身器材作为健身锻炼的重要工具之一备受青睐。对健康和健身锻炼质量的狂热追求，造成用户对健身器材的交互性要求也越来越高。健身器材的交互性取决于其人机系统，其中最重要的部分是健身器材控制器人机界面的设计。为了满足普通群体和特殊群体的共同需求，让健身器材 能够被尽可能多的用户使用、健身资源被最大程度的利用，本文通过对现有健身器材控制界面的调查研究，结合特殊人群对控制界面的使用习惯和认知意识，运用通用设计方法和人机工程学，提出新的设计策略。关键词：健身器材；控制界面；通用化设计 1、健身器材控制界面现状研究 1.1现有健身器材的功能研究健身器材控制界面是使用者与健身器之间进行信息传递的重要媒介，起着沟通和导向的作用。在对控制界面进行设计研究前，需要充分了解控制界面所需要传递的信息，为设计出能够被特殊群体和普通人群通用的健身器材控制界面，首要任务就是对现有健身器材的功能进行全面的研究与了解。为了更好的实现控制界面的通用化设计，在考虑现有健身器材功能的同时需要将特殊人群所使用的康复器材功能考虑进去。对健身器材添加这些功能只需要在控制系统的程序设计上进行一些新的控制程序的添加，不需要对硬件设备作大范围的改动，这符合通用设计的原则。 健身器材的功能可以分为三大类别：娱乐功能、监测功能和训练功能。娱乐功能主要为音乐播放、外用设备接入、竞赛游戏模式等。在这方面需求上特殊群体与普通人群并没有明显差异，只是需要特别注意的是，具有听觉障碍的人群无法使用到音乐播放功能。在监测功能上，康复器械具有为特殊人群考虑的肌肉状态监测功能，在老年人或者伤病患者进行康复训练的时候，需要对他们的肌肉状态进行监测，当出现肌肉痉挛时，采取适当的保护措施；普通的健身器材上没有肌肉状态监测功能，但是这一功能的添加能够使普通人群在使用健身器材时受益，让他们在运动的过程中得到更好的保护。训练功能上，特殊人群根据自身的需求，需要作一些康复训练来恢复身体的某些机能。 1.2现有健身器材控制界面研究在对新的健身器材控制界面进行通用设计研究之前，需要以现有的控制界面为参考进行人机工程学的分析与研究，了解不同的用户对控制界面的使用习惯和认知习惯。在整个健身器人机系统中，使用者通过获取控制界面中显示器显示的相关信息，利用按键等信息输入设备操纵控制器，通过控制器调整和改变机械系统的工作状态，使它按照预定的目标工作。整个人机交互的过程中，对于特殊群体而言，具有障碍性的是获取控制界面的显示器的显示信息和利用按键等设备进行操作信息输入这两个环节[10-11]。对于有认知障碍、视觉障碍的人群，如患有色盲、色弱、老花眼等视觉疾病的使用者，通过视觉来获取信息会相当吃力；对于有部分肢体残缺或患某些疾病的使用者，使用按键、旋钮等输入设备具有一定的困难性。 2、健身器材控制界面的通用设计通用设计的理想是满足所有用户的使用需求，但在现实中，设计不可能做到真正的满足所有用户，满足尽可能多的群体的设计才符合通用设计的实际。在健身器材控制界面的通用设计中，应当提出有针对性的设计理念和设计策略。 2.1针对视觉障碍的人群的设计策略在目前的健身器材控制界面显示系统中，对于有视觉障碍的用户获取所显示的信息具有不同程度的困难。对于色盲用户，设计者应该考虑字体和背景之间的颜色组合，以及对比度是否对色盲用户的阅读产生障碍。在色盲患者中，红绿色盲所占比例最大，设计时就需要考虑怎样的颜色组合容易引起混淆，从而在设计中避免使用。在设计时除了做到容易被色盲用户所阅读之外，也要尽量做到选择目标方案的颜色组合具有美感。老年用户患有不同程度的老花眼和近视等，过小的文字对于他们来说难以识别。如图1显示器所显示的内容，位于显示器底下一行的数字明显过小，不便于阅读。这就造成在他们在使用健身器材进行运动的过程中，难以快速直观的获取自身运动状态的信息，不能及时的作出调节。在这种操作状态下，使用者会产生心理压力，而且由于生理退化，老年人需要更多的视觉寻找时间才能找到目标物体，也需要更多的思考时间来做出调整，所以更容易发生事故。除了以上的两种用户，还有其他的视觉障碍用户，只是存在的障碍程度不同。所有这些用户需要大的字体或者特殊的颜色搭配，因此在设计健身器材控制界面的系统时，要采用适当的方案。根据表1可发现现有健身器材控制系统的显示器大小有49.6%在5-7英寸之间，说明以现有的显示信息量需求，这一大小范围的显示器能够满足普通人群较舒适的获取信息。从视觉敏感度的角度看，目标越大越易察觉。目标的能见度随着目标面积的增大而提高，大体上呈线性关系。而太大的目标就会占用过大的空间，因而在考虑特殊群体需求的条件下应有一个适宜的大小。对于视力完好的用户而言这些改变并不会影响他们对信息的获取。根据调查结果，在显示器的大小上选择大于7英寸的显示器较为适宜。 图1