多功能家居健身器械設(shè)計概論

南通鐵人運(yùn)動用品有限公司 江蘇 南通 226000

隨著人們生活條件的改善，人們對于身體健康的重視程度越來越高，越來越多的人開始選擇健身來提升身體素質(zhì)。目前健身房是最為理想的健身場所，一方面健身房具有各種各樣的健身器械設(shè)備，健身者可以基于自己的偏好選擇相應(yīng)的健身器械設(shè)備；另一方面健身房有專業(yè)的健身教練，可以為人們的健身鍛煉進(jìn)行指導(dǎo)，提高健身的科學(xué)性[1]。但是受到工作和生活等多種因素的影響，很多人不方便去健身房進(jìn)行健身鍛煉，他們更傾向于在家庭中利用空閑時間進(jìn)行鍛煉。這就需要設(shè)計多功能家居健身器械，來有效滿足人們的健身需求。

1 家庭健身器械發(fā)展現(xiàn)狀

近些年家庭健身器械得到了快速發(fā)展，健身器械種類不斷增多，這為人們開展家庭健身提供了充分的選擇。整體來說，可以將家庭健身器械分為三大類。一是較為簡單的健身器械，其結(jié)構(gòu)簡單，性能較為單一，但是操作以及使用都較為方便，比如跳繩以及啞鈴等，這類健身器械也是多數(shù)家庭健身人員的首選。二是中檔健身器械，這些健身器械的結(jié)構(gòu)整體來說較為復(fù)雜，并且在器械功能方面也已經(jīng)具備較高水平，比如跑步機(jī)以及健身車等，目前這類健身器械在家庭健身中開始逐漸呈現(xiàn)流行趨勢。三是高檔健身器械，這類健身器械往往同時具有多種功能，比如跑步、蹬車、腰部旋轉(zhuǎn)等，同時價格較為昂貴，多數(shù)價格在數(shù)千元至數(shù)萬元之間，比如多功能跑步機(jī)等[2]。

2 多功能家居健身器械設(shè)計目的和要求

開展多功能家居健身器械設(shè)計的目的主要是為了滿足人們家庭健身的需求，在快節(jié)奏的社會生活中人們往往沒有充裕的時間到健身房健身，因此多功能家居健身器械可以為人們的健身提供便利[3]。同時開展多功能家居健身器械設(shè)計有助于促進(jìn)我國健身器材行業(yè)的發(fā)展。

開展多功能家居健身器械設(shè)計的要求主要包括五個方面。一是多功能家居健身器械可以實(shí)現(xiàn)座椅與健身器的相互轉(zhuǎn)換，在健身過程中便于人們隨時休息；二是能夠滿足150kg體重的使用者，近些年我國肥胖人群數(shù)量不斷增加，而這些人群往往具有更為迫切的健身需求，因此多功能家居健身器械應(yīng)該能夠覆蓋盡量多的人群；三是設(shè)計科學(xué)合理，結(jié)構(gòu)盡量簡單，一方面便于生產(chǎn)，另一方面可以降低故障的發(fā)生率；四是采用拼裝結(jié)構(gòu)，主要為健身器械的運(yùn)輸以及移動提供方便；五是具有良好的經(jīng)濟(jì)性，降低人們的經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)。

3 多功能家居健身器械設(shè)計總體方案

3.1 功能定義

基于設(shè)計要求，多功能家居健身器械必須具備常規(guī)的健身功能，并且在家中占地面積較小，方便使用。因此，本文設(shè)計的多功能家居健身器械可以實(shí)現(xiàn)座椅與健身器的相互轉(zhuǎn)換，在非健身狀態(tài)是可以當(dāng)座椅進(jìn)行休息，在健身狀態(tài)時需要具備三項(xiàng)健身功能。一是仰臥起坐，使用者可以基于自身情況調(diào)節(jié)合適的長度和角度開展仰臥起坐；二是彈簧拉伸，使用者通過一定角度的彈簧拉伸對手臂肌肉進(jìn)行鍛煉；三是蹬車練習(xí)，通過腳蹬機(jī)構(gòu)對膝蓋關(guān)節(jié)以及腿部肌肉進(jìn)行鍛煉。同時該多功能家居健身器械可以進(jìn)行折疊，折疊后體積顯著變小，基本上不會占用家庭空間。

3.2 工作原理

多功能家居健身器械整體為可拆卸的連桿機(jī)構(gòu)拼裝而成，通過定位銷實(shí)現(xiàn)健身器械的調(diào)節(jié)和定位?；诓煌亩ㄎ豢?，墊板之間的夾角可以發(fā)生改變，從而可以有效滿足不同健身者的使用需求。彈簧拉伸練習(xí)主要是基于彈簧形變所產(chǎn)生的恢復(fù)力進(jìn)行鍛煉，可以有效鍛煉手臂肌肉。腳蹬機(jī)構(gòu)主要是基于自行車的動力原理，在蹬車練習(xí)過程中人的腿部繞著旋轉(zhuǎn)基點(diǎn)開展旋轉(zhuǎn)運(yùn)動，既可以有效活動膝關(guān)節(jié)和踝關(guān)節(jié)，同時還可以對腿部肌肉進(jìn)行鍛煉。

3.3 整體結(jié)構(gòu)

根據(jù)多功能家居健身器械的三項(xiàng)主要功能，其整體結(jié)構(gòu)主要包括機(jī)架、腹部鍛煉結(jié)構(gòu)、拉力結(jié)構(gòu)和腳蹬結(jié)構(gòu)。機(jī)架是整個多功能家居健身器械的平臺，所有的功能結(jié)構(gòu)均與機(jī)架牢固連接在一起。為了保障整個多功能家居健身器械的穩(wěn)定性，機(jī)架材料的選取要特別注意，盡量選擇強(qiáng)度大同時又較輕的材質(zhì)，一方面機(jī)架不容易發(fā)生變形，能夠?qū)Ω黜?xiàng)功能結(jié)構(gòu)進(jìn)行有效支撐，另一方面質(zhì)量較小，便于組裝以及移動，比如鋁合金等。腹部鍛煉結(jié)構(gòu)具體包括支腳、支撐大小板、支撐大小桶以及勾腳架等。通過螺栓將支腳與支撐小板連接在一起，在使用過程中通過支腳對支撐小板的支撐實(shí)現(xiàn)受力。拉力結(jié)構(gòu)主要包括彈簧、彈簧手柄以及把手三部分。在彈簧拉伸練習(xí)中，手臂的拉伸會讓彈簧產(chǎn)生彈性形變，此時彈簧為了恢復(fù)原廠會產(chǎn)生反作用力，反作用力與手臂拉伸方向相反，對手臂的拉伸運(yùn)動形成阻礙，進(jìn)而在練習(xí)過程中起到鍛煉手臂肌肉的目的。腳蹬結(jié)構(gòu)主要包括腳踩板、連桿、基桿以及軸承等部分。腳蹬結(jié)構(gòu)主要是基于自行車動力原理，在腳蹬練習(xí)過程中，人的腿部會做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動，進(jìn)而對腿部關(guān)節(jié)以及肌肉進(jìn)行鍛煉。同時為了更好滿足健身者需求，在多功能健身器械調(diào)整到座椅狀態(tài)時可以將腳蹬機(jī)構(gòu)從機(jī)架上拆除。

4 結(jié)束語

健身器械是人們開展健身鍛煉的主要工具，科學(xué)合理的健身器械可以顯著提高人們的健身效果。近些年隨著人們健身需求的不斷提升，健身器械領(lǐng)域得到了快速發(fā)展，產(chǎn)生了多種類型、不同材質(zhì)的健身器械設(shè)備。本文針對目前人們存在健身需求但是沒有時間去健身房健身的問題，設(shè)計了一種多功能家居健身器械，該健身器械包括三項(xiàng)健身功能，基本上可以滿足多數(shù)人群的健身需求，同時組裝方便、經(jīng)濟(jì)性好，在目前眾多的健身器械中具有明顯的優(yōu)勢。