試論健身設(shè)備的宜人性

曲云皋

（北京電子科技職業(yè)學(xué)院， 北京 100176）

0 引言

全民健身活動(dòng)已成為提高市民生活質(zhì)量和城市文明程度的一個(gè)重要內(nèi)容。 全民健身重要的保障條件之一是健身設(shè)備，而目前市面上使用的健身設(shè)備雖琳瑯滿目，但也良莠不齊，存在問(wèn)題。 如某種用于鍛煉腹肌力量的器材，本可“雙手握中間兩把手，依靠腹肌力量，兩腿并齊，同時(shí)向上與身體成90°”，但該器材的立柱到把手的距離，比中等身材人群的前臂還短。 又如有些云梯，不論是高度還是寬度，對(duì)實(shí)施“以手代步”雙手握杠交替前行是困難的。 一位從事運(yùn)動(dòng)醫(yī)學(xué)的研究人員，在一臺(tái)伸展器前，按指示牌說(shuō)明比劃著鍛煉后說(shuō)：“供腰背依托用的弧圈高度和弧度，從生理學(xué)角度來(lái)說(shuō)都值得考慮”。 老人對(duì)在太空漫步器上大幅度直腿擺動(dòng)很起勁，但長(zhǎng)時(shí)期這樣離心運(yùn)動(dòng)，對(duì)身體不利，引起頭痛的事已有發(fā)生。 類似上述問(wèn)題的出現(xiàn)，是由于設(shè)計(jì)者未能將器材、人、運(yùn)動(dòng)三者有機(jī)結(jié)合起來(lái)。 鑒于此種考慮，應(yīng)把人機(jī)工程學(xué)概念明確地引入健身器材的研究開(kāi)發(fā)中來(lái)。

1 工業(yè)設(shè)計(jì)中的人機(jī)工程學(xué)

1.1 人機(jī)工程學(xué)概念

人機(jī)工程學(xué)是研究人—機(jī)及其工作環(huán)境之間作用的相互學(xué)科。國(guó)際人類工效學(xué)學(xué)會(huì)（IEA）對(duì)此學(xué)科的定義是：人機(jī)工程學(xué)是研究人在某種工作環(huán)境中的解剖學(xué)、 生理學(xué)和心理學(xué)等方面的各種因素； 研究人和機(jī)器及環(huán)境的相互作用；研究在工作中、家庭生活中和休假時(shí)怎樣考慮工作效率、人的健康、安全和舒適等問(wèn)題的學(xué)科。 由此可知人機(jī)工程學(xué)主要研究的是人體的各種科學(xué)數(shù)據(jù)， 其目的就是把這些數(shù)據(jù)應(yīng)用在產(chǎn)品設(shè)計(jì)中，產(chǎn)品以科學(xué)數(shù)據(jù)為支撐，使產(chǎn)品更符合人的使用習(xí)慣和使用需求，并且可以提高工作效率，促進(jìn)人的身體和心理健康發(fā)展，提升生活質(zhì)量。

美國(guó)人機(jī)工程學(xué)專家W.B.伍德森認(rèn)為：人機(jī)工程學(xué)研究的是人與機(jī)器相互關(guān)系的合理方案，其目的是在于獲得最高的效率及在作業(yè)時(shí)感到安全和舒適。 我國(guó)學(xué)者說(shuō)得更具體：人機(jī)工程學(xué)是一門新興的邊緣科學(xué)，它是運(yùn)用人體測(cè)量學(xué)、生理學(xué)、心理學(xué)和生物力學(xué)以及工程學(xué)等學(xué)科的研究方法和手段，綜合地進(jìn)行人體結(jié)構(gòu)、功能、心理以及力學(xué)問(wèn)題研究的學(xué)科，用以設(shè)計(jì)使操作者能發(fā)揮最大效能的機(jī)械、儀器和控制裝置。

1.2 人機(jī)工程學(xué)的特性

人機(jī)系統(tǒng)是由使用者和被使用的機(jī)器組成，人機(jī)工程學(xué)就是研究它們之間的關(guān)系，讓人類、機(jī)器和使用環(huán)境更加和諧的研究項(xiàng)目。 人機(jī)工程學(xué)包含了工業(yè)、心理學(xué)、生理學(xué)等多方面的知識(shí)原理，是一門由多個(gè)學(xué)科的內(nèi)容相互交又融合的綜合型學(xué)科，由于這個(gè)特點(diǎn)，人機(jī)工程學(xué)在研究時(shí)，使用到的研究方式也多種多樣，包含了醫(yī)學(xué)、測(cè)量學(xué)、美學(xué)，生理學(xué)、心理學(xué)、工程學(xué)等多個(gè)學(xué)科的研究方法，通過(guò)這些不同方法的綜合作用，將產(chǎn)品的外觀和使用屬性都調(diào)整至最適宜人類的狀態(tài)，同時(shí)更加貼合使用環(huán)境，不與環(huán)境產(chǎn)生沖突，使得產(chǎn)品更加的安全，工作效舉更高，也更符合健康使用的原則。

1.3 人機(jī)工程學(xué)在工業(yè)設(shè)計(jì)中的運(yùn)用

在人機(jī)工程學(xué)的發(fā)展中，人們?cè)絹?lái)越重視它的實(shí)際應(yīng)用。如今， 人們的生活越來(lái)越富足， 對(duì)生活品質(zhì)的要求也越來(lái)越高，因此，一些生活產(chǎn)品的品質(zhì)也被要求不斷提高，才能滿足人們的使用需求。 設(shè)計(jì)師在產(chǎn)品設(shè)計(jì)過(guò)程中秉持“以人為本”理念，在滿足產(chǎn)品使用功能的同時(shí)，最大限度的提升使用感受，讓生活產(chǎn)品更貼近人的生鋻，減少使用過(guò)程中的不適感。只有充分運(yùn)用人機(jī)工程學(xué)的原理，才能提升產(chǎn)品的宜人性。

2 工業(yè)設(shè)計(jì)中的宜人性理念

宜人性作為工業(yè)設(shè)計(jì)領(lǐng)域的重要理論基礎(chǔ)，在設(shè)計(jì)中發(fā)揮著越來(lái)越重要的作用。 一定意義上講，設(shè)計(jì)的宜人性是設(shè)計(jì)本質(zhì)的必然需求。 宜人性設(shè)計(jì)實(shí)際上是一種舒服、適宜的設(shè)計(jì)。這種適宜性和舒適性是多方面的。它是產(chǎn)品、人和環(huán)境的結(jié)合，使設(shè)計(jì)更好地服務(wù)于人。 宜人性設(shè)計(jì)是指在原有設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上，根據(jù)人的行為、生理結(jié)構(gòu)、心理狀況和思維方式等維度，對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，使其更加舒適、方便、適合人的使用。

宜人性設(shè)計(jì)是對(duì)人的心理、生理需求和精神追求的滿足和尊重。 它不僅是設(shè)計(jì)中的人文關(guān)懷，更是對(duì)人性的訴求，真正實(shí)現(xiàn)了科學(xué)、藝術(shù)、技術(shù)與人性的結(jié)合。 宜人性歸根結(jié)底是為全服務(wù)的設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)的核心是人。 在設(shè)計(jì)過(guò)程中，應(yīng)充分考慮其產(chǎn)品的適宜性，通過(guò)設(shè)計(jì)將人的重要因素放在首位，并進(jìn)行有針對(duì)性的設(shè)計(jì)。 著名心理學(xué)家馬斯洛提出了人的五種心理需要，即人實(shí)現(xiàn)自身生存的生理需要、尋求安全感的安全需要、尋找愛(ài)與歸屬感的需要、實(shí)現(xiàn)自身價(jià)值的需要。 在產(chǎn)品設(shè)計(jì)過(guò)程中，要充分考慮人的需要，實(shí)現(xiàn)低層次到高層次的滿足，并把追求高層次的需求作為設(shè)計(jì)的驅(qū)動(dòng)力。 這一理論的提出，為宜人性奠定了良好的基礎(chǔ)和理論支持。

現(xiàn)代生活中的宜人設(shè)計(jì)是在現(xiàn)代工業(yè)時(shí)代背景下產(chǎn)生的。德國(guó)的格羅皮烏斯在1919 年的包豪斯宣言中明確指出，“設(shè)計(jì)的目的是為了人而不是產(chǎn)品”。 隨著生產(chǎn)力的提高和社會(huì)的不斷進(jìn)步，人們已經(jīng)告別了物質(zhì)極度匱乏的社會(huì)，產(chǎn)品的豐富使人們進(jìn)入了一個(gè)新的社會(huì)。 在這種不同于以往的消費(fèi)環(huán)境中，宜人性的概念也有了更為不同的含義。在設(shè)計(jì)過(guò)程中， 設(shè)計(jì)者不僅要滿足產(chǎn)品造型和功能的要求，還要在設(shè)計(jì)時(shí)更加注重產(chǎn)品的語(yǔ)義。 用戶對(duì)產(chǎn)品的所有權(quán)已從“擁有物質(zhì)”轉(zhuǎn)變?yōu)椤皳碛幸饬x”。 作為新時(shí)代的設(shè)計(jì)師，我們必須把“宜人性設(shè)計(jì)”作為設(shè)計(jì)的核心理念。

3 宜人性理念在健身設(shè)備中的應(yīng)用

宜人性理念是產(chǎn)品設(shè)計(jì)過(guò)程中應(yīng)秉持的原則， 宜人性是產(chǎn)品設(shè)計(jì)要達(dá)到的目標(biāo)。 為了堅(jiān)持這一原則及實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)， 就必須在設(shè)計(jì)過(guò)程中充分利用人機(jī)工程學(xué)的原理。

3.1 人機(jī)工程學(xué)在健身設(shè)備中應(yīng)用——產(chǎn)品的安全性

AIR250 系列的單功能訓(xùn)練機(jī)采用了指尖控制器，可以在任何時(shí)候方便的調(diào)解阻力，是運(yùn)用人機(jī)工程學(xué)保證產(chǎn)品安全性的典型案例。

三頭肌訓(xùn)練機(jī)是一款訓(xùn)練效果非常高效的器材，可調(diào)節(jié)座椅適合大多數(shù)用戶。座椅上的安全帶讓訓(xùn)練者在承受高負(fù)荷時(shí)能夠保持最大的安全性和穩(wěn)定性。 訓(xùn)練者坐穩(wěn)后，位于手指處的拇指按扭可以非常方便地調(diào)節(jié)阻力， 同時(shí)保持正確的姿勢(shì)，見(jiàn)圖1。

圖1 AIR 250 系列數(shù)字三頭肌訓(xùn)練機(jī)

肩部推舉機(jī)通過(guò)使用旋轉(zhuǎn)訓(xùn)練臂能夠更好地進(jìn)行推舉運(yùn)動(dòng)，可調(diào)式座墊能夠滿足廣大用戶的需求，位于手指處的拇指按鈕方便在訓(xùn)練時(shí)控制和調(diào)節(jié)阻力，見(jiàn)圖2。

圖2 AIR 250 系列數(shù)字肩部推舉機(jī)

3.2 人機(jī)工程學(xué)在健身設(shè)備中應(yīng)用——產(chǎn)品的舒適性

Eagle 系列和AIR250 系列練習(xí)器附屬的坐墊和臂墊均依據(jù)人機(jī)工程學(xué)原理設(shè)計(jì)，因此，產(chǎn)品的舒適性得到了保障。 Eagle 系列腿部推蹬練習(xí)器設(shè)計(jì)安全，可控性高，采用獨(dú)特的傾斜式座椅設(shè)計(jì)，使身體向后移動(dòng)，臀部得到更大范圍的運(yùn)動(dòng)，從而更充分地鍛煉臀肌和腿后肌群，5 種角度靠背調(diào)節(jié)，加強(qiáng)了運(yùn)動(dòng)的舒適性和臀部的運(yùn)動(dòng)范圍，見(jiàn)圖3。

圖3 Eagle 系列腿部推蹬練習(xí)器

Eagle 系列大腿伸展練習(xí)器，支持用戶調(diào)節(jié)最舒適的起始位置，確保給用戶提供合適的阻力大小。 創(chuàng)新懸浮式脛骨墊設(shè)計(jì)，輕松定位，使用更舒服更穩(wěn)定且背墊可單手調(diào)節(jié)，與坐墊成100°設(shè)計(jì)，充分地減輕了腿后肌的壓力，見(jiàn)圖4。

圖4 Eagle 系列大腿伸展練習(xí)器

AIR250 系列二頭肌彎舉機(jī)在訓(xùn)練肌肉時(shí)還能保護(hù)手腕手肘， 是一款理想的訓(xùn)練器材。為了更好地訓(xùn)練前臂，手柄也能錘式彎舉。在高負(fù)載區(qū)域配置了臂墊，用戶在訓(xùn)練時(shí)更加舒適，同時(shí)配置了完全可調(diào)的座椅，見(jiàn)圖5。

圖5 AIR250 系列數(shù)字二頭肌彎舉機(jī)

AIR250 系列腹部前屈機(jī)能進(jìn)行高強(qiáng)度的腹肌訓(xùn)練，且不會(huì)影響髖關(guān)節(jié)屈肌。 可調(diào)式座椅及舒適的坐墊有助于訓(xùn)練者在使用時(shí)保持正確的姿態(tài)，更好地訓(xùn)練目標(biāo)肌肉，見(jiàn)圖6。

圖6 AIR250 系列數(shù)字腹部前屈機(jī)

3.3 人機(jī)工程學(xué)在健身設(shè)備中應(yīng)用——產(chǎn)品的兼容性

此處健身產(chǎn)品的兼容性指使用人群、負(fù)荷范圍、特殊需求等的廣泛性。

AIR300 系列力量訓(xùn)練器從3個(gè)方面體現(xiàn)了產(chǎn)品的兼容性。 ①完全可調(diào)。配置了舒適可調(diào)節(jié)的襯墊，使用起來(lái)十分方便， 并且適合不同身形的訓(xùn)練者； ②更寬的阻力調(diào)節(jié)范圍。 更寬的阻力調(diào)節(jié)范圍能提供更為廣泛的訓(xùn)練選擇和便利；③雙邊/單邊運(yùn)動(dòng)。AIR300 系列力量訓(xùn)練器既能夠做雙邊運(yùn)動(dòng)， 又能支持單個(gè)肢體獨(dú)立的訓(xùn)練。 此項(xiàng)運(yùn)動(dòng)消除了雙邊不均的風(fēng)險(xiǎn)， 允許身體的對(duì)稱性訓(xùn)練。 雙邊不均是指某一邊肢體比另一邊更加強(qiáng)壯或更協(xié)調(diào)。

AIR 300 數(shù)字屈腿訓(xùn)練機(jī)屈腿訓(xùn)練機(jī)是一款訓(xùn)練效果非常好的器材， 阻力調(diào)節(jié)范圍比較大， 既可以雙腿同時(shí)運(yùn)動(dòng)，又可以單腿運(yùn)動(dòng)，有助于糾正雙腿力量不均的問(wèn)題，十分有利于特殊的訓(xùn)練需求以及肌肉獨(dú)立訓(xùn)練，見(jiàn)圖7。

圖7 AIR 300 數(shù)字屈腿訓(xùn)練機(jī)

AIR 300 數(shù)字坐式小腿訓(xùn)練機(jī)最初是為三級(jí)跳遠(yuǎn)世界紀(jì)錄創(chuàng)造者威廉班克斯和跳遠(yuǎn)世界紀(jì)錄保持者邁克鮑威爾設(shè)計(jì)的，非常適合訓(xùn)練爆發(fā)力。 單邊和雙邊選擇以及高速運(yùn)動(dòng)功能，能夠創(chuàng)造出更佳的訓(xùn)練成績(jī)。 此器械可預(yù)先設(shè)定并調(diào)節(jié)腿部長(zhǎng)度，能有效地激活和單獨(dú)訓(xùn)練肌肉，見(jiàn)圖8。

圖8 AIR 300 數(shù)字坐式小腿訓(xùn)練機(jī)

3.4 人機(jī)工程學(xué)在健身設(shè)備中應(yīng)用——產(chǎn)品的保護(hù)性

健身產(chǎn)品的保護(hù)性指設(shè)計(jì)師在研發(fā)過(guò)程中充分考慮人體的生理結(jié)構(gòu)及身體尺寸，盡量減輕或消除產(chǎn)品在使用過(guò)程中對(duì)身體結(jié)締組織和關(guān)節(jié)的沖擊。

CYBEX 跑步機(jī)具有良好的耐用性、穩(wěn)定性、舒適性及娛樂(lè)選擇。 專利ARMZ 穩(wěn)定扶手技術(shù)，安全性更高，獨(dú)一無(wú)二的IS4 智能減震系統(tǒng)化懸浮系統(tǒng)和大面積跑步區(qū)域，保護(hù)腳腕減少膝關(guān)節(jié)損傷。 傳送帶邊對(duì)邊覆蓋，將磨損降到最小化，增強(qiáng)了安全性。另外底板還能翻轉(zhuǎn)，延長(zhǎng)使用壽命?？刂婆_(tái)可以自定義設(shè)定訓(xùn)練目標(biāo)和強(qiáng)度， 幫助訓(xùn)練者更快的達(dá)到訓(xùn)練效果，見(jiàn)圖9。

圖9 CYBEX 跑步機(jī)

IS4 智能減震系統(tǒng)：IS4 使用先進(jìn)的彈性體， 在每一步驟中緩沖裝置。 跑步機(jī)底板在腳蹬上時(shí)較為柔軟，而在中間和腳離開(kāi)臺(tái)面時(shí)變得非常堅(jiān)硬，正好跟跑步時(shí)的身體機(jī)制保持一致， 能夠有效的保護(hù)腳腕，減少關(guān)節(jié)的損傷。

無(wú)動(dòng)力跑步機(jī)是由訓(xùn)練者身體作用于跑步機(jī)表面曲線的變化來(lái)控制速度。曲線的變化速度推進(jìn)訓(xùn)練者的進(jìn)發(fā)速度， 隨之曲線的向后移動(dòng)，變慢，通過(guò)其新的設(shè)計(jì)降低運(yùn)行表面對(duì)踝關(guān)節(jié)的沖擊，使訓(xùn)練者正確運(yùn)行在其表面， 減少對(duì)膝關(guān)節(jié)的影響，見(jiàn)圖10。

圖10 無(wú)動(dòng)力跑步機(jī)

該款產(chǎn)品的特性： ①輕松運(yùn)行。走路、慢跑、停止、沖刺，瞬間爆發(fā)，沒(méi)有任何干預(yù)，只是將你的身體向前和向后移動(dòng)，不必接觸任何按鈕，沒(méi)有界限，沒(méi)有控制，只是運(yùn)行；②曲線。 創(chuàng)新專利曲線設(shè)計(jì)符合人體步距并保證用戶盡量使用腳掌跑步， 即減少了對(duì)關(guān)節(jié)的沖擊又提高了表現(xiàn)力。由用戶的身體位置控制速度，往前增加速度，向后降低速度；③免維護(hù)系統(tǒng)。 履帶系統(tǒng)是采用精密構(gòu)件，包括皮帶輪系統(tǒng)的軸承和滾軸、輥帶系統(tǒng)，最終實(shí)現(xiàn)一個(gè)平穩(wěn)、安全、零維護(hù)的系統(tǒng)要求；④使用范圍廣。 對(duì)于專業(yè)運(yùn)動(dòng)員來(lái)說(shuō)， 它提供了更自由的伸展空間和加速減速選擇；對(duì)于普通用戶，它提供了非常舒服的運(yùn)動(dòng)感覺(jué)并減少對(duì)關(guān)節(jié)的損傷；⑤綠色環(huán)保。 無(wú)需外接任何電源，100%消耗人體能量，完全低碳環(huán)保的綠色跑步機(jī)。

3.6 人機(jī)工程學(xué)在健身設(shè)備中應(yīng)用——附屬配件的“宜人性”

健身設(shè)備的“宜人性”不僅要體現(xiàn)在主體結(jié)構(gòu)的安全性、舒適性、兼容性、保護(hù)性等方面，在附屬配件等細(xì)微方面也要考慮到人機(jī)工程學(xué)的應(yīng)用。

4 結(jié)束語(yǔ)

未來(lái)的生活定當(dāng)比今日的更加精彩，隨著人們生活質(zhì)量的飛速提高， 人們對(duì)生活產(chǎn)品的要求會(huì)更加的多方位、多層次?？梢灶A(yù)見(jiàn)的是，在優(yōu)勝劣汰的環(huán)境中，不少產(chǎn)品將被海汰掉， 而符合人機(jī)工程學(xué)原理秉持宜人性原則的產(chǎn)品，它貼近人類生活，而人類的生活是一直不會(huì)變的，因此這種產(chǎn)品將在市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中一直保持活躍。我們應(yīng)該好好利用人機(jī)工程學(xué)， 利用這門學(xué)科技術(shù)讓人類生活水平提高，讓人和自然變得更加和諧。