畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）露天健身器材的創(chuàng)新設(shè)計(jì)（全套圖紙）

1、露天健身器材的創(chuàng)新設(shè)計(jì)全套圖紙，加153893706內(nèi)容摘要露天健身器材是各居民小區(qū)最常見的運(yùn)動(dòng)健身器械。經(jīng)過(guò)市場(chǎng)調(diào)查得知如今小區(qū)中運(yùn)功最多的人群為中老年人，因此本次設(shè)計(jì)的重點(diǎn)也是針對(duì)于中老年人身體健康狀況來(lái)設(shè)計(jì)。 本次設(shè)計(jì)的創(chuàng)新點(diǎn)是在以往設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上對(duì)常見的健身器如：扭腰器，上肢牽引器，舉推器進(jìn)行某些部位的優(yōu)化及改進(jìn)，使其更加接近鍛煉者的身體特點(diǎn)，并能對(duì)鍛煉中常出現(xiàn)的某些事故進(jìn)行有效的避免。健身器械主要由起固定作用的立柱，工作的旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，及手扶機(jī)構(gòu)組成。設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)盡量減少棱角及伸出，以免勾掛，劃傷。器材的尺寸方面應(yīng)根據(jù)人群的平均身高，體重來(lái)設(shè)計(jì)，元件間的間隙以不造成兒童身體損害為標(biāo)準(zhǔn)。據(jù)調(diào)查有

2、60以上的人不留意健身器材的適應(yīng)年齡，有50以上的人不能分清兒童器械和成年人器械，種種原因造成鍛煉時(shí)的意外傷害。5歲以下兒童應(yīng)該在成人監(jiān)護(hù)下方能使用健身器械，使用前確認(rèn)該器械是否牢固、變形等，還應(yīng)標(biāo)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(shí)應(yīng)該及時(shí)停止鍛煉。一人僅限使用一個(gè)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等，來(lái)防患于未然。關(guān)鍵詞： 露天健身器材 中老年人群 創(chuàng)新要點(diǎn) 布置規(guī)范abstractthe open-air fitness equipment is various inhabitants plot most common movement

3、fitness instrument. after the market investigation knew in the present plot transports merit most crowds is the middle-aged person and old person, therefore this design also is with emphasis aims at in the middle-aged person and old person health condition designs.the equipment size aspect should ac

4、t according to the crowd the average height, the body weight designs, gap between the part take does not create the child body harm as a standard.key words: open-air fitness equipment middle and old age crowd innovation main point security arrangement standard目 錄 前言 1 正文 1 1.市場(chǎng)調(diào)查 1 1.1小區(qū)健身應(yīng)注意的問(wèn)題 1 1

5、.1.1專家的意見 1 1.2小區(qū)健身場(chǎng)所存在的隱患 3 121 數(shù)量不足是一大遺憾3 122公共健身器材遭遇不和諧之音 4 123 分析總結(jié) 5 2 .不同年齡段的健身要點(diǎn)6 3常見健身器材及其作用7 3.1扭腰按摩器7 311 草圖說(shuō)明7 312 扭腰器7 32 踏步器8 33 臂力鍛煉器：9 331 彈簧拉力器10 3322 機(jī)構(gòu)的拉力與壓力分析12 333 彈簧推力器13 4力的校核13 41 彈簧力的校核13 411 彈簧的選擇13 412 圓柱螺旋彈簧的設(shè)計(jì)14 4121 圓柱螺旋彈簧14 4122 壓縮彈簧特性線圖14 413 拉伸彈簧彈性線圖15 42 彈簧強(qiáng)度計(jì)算15 43

6、彈簧剛度計(jì)算16 44 彈簧的選擇16 441 彈簧的選擇結(jié)果17 5扭轉(zhuǎn)盤力的校核18 6桿件力的校核1961 桿件變形的基本形式19 62 軸向拉伸或壓縮時(shí)的變形20 7健身器表面涂料的選擇21 71健身器表面涂料的作用22 7.1. 1 表面噴漆的選擇22 8健身器材的可行性分析23結(jié)論 23 致謝23露天健身器材前言近幾年在全國(guó)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(jī)、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?，F(xiàn)今隨著人們健康觀念的轉(zhuǎn)變和經(jīng)濟(jì)條件的好

7、轉(zhuǎn)，健身器行業(yè)前景廣闊，在非典時(shí)期看看廣場(chǎng)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(xiàng)目比較疲軟，走進(jìn)大商場(chǎng)僅跑步機(jī)就不下幾十種牌子在降價(jià)打折，其原因主要是一些廠商不注重創(chuàng)新?；谝陨显蛭野驯敬螜C(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)的目標(biāo)鎖定在了中老年人和兒童健身器材的創(chuàng)新上，在市場(chǎng)現(xiàn)有的健身器械上進(jìn)行了創(chuàng)新還自己設(shè)計(jì)了幾種市場(chǎng)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(huì)期間，健身器械室外健身器械的安全通用要求國(guó)家強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)正式發(fā)布。據(jù)了解，這是國(guó)家體育總局起草制定的第一部體育用品產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)。該標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)于年月日起正式實(shí)施。因此本次設(shè)計(jì)將在國(guó)標(biāo)基準(zhǔn)下計(jì)劃并進(jìn)行。1. 市場(chǎng)調(diào)查1

8、1小區(qū)健身應(yīng)注意的問(wèn)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(jì)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(jì)專家丁春雷和北京市體育局群體處的顏納新的有關(guān)問(wèn)答。11.1 專家的意見 小區(qū)健身器材主要為成人設(shè)計(jì)，大多不適合兒童使用。 丁春雷介紹說(shuō)，戶外健身器并不是簡(jiǎn)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(jì)，大多不適合兒童使用。顏納新說(shuō)，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(shí)施細(xì)則，對(duì)兒童正確使

9、用健身器的安全問(wèn)題進(jìn)行了規(guī)定：未滿12周歲的兒童在使用健身器材時(shí)必須有監(jiān)護(hù)人陪同，否則出現(xiàn)意外責(zé)任自負(fù)。 另外，由于孩子們自我保護(hù)意識(shí)差，在游戲過(guò)程中常常精力不集中，所以兒童器械場(chǎng)地應(yīng)該彈性較好、緩沖力強(qiáng)，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(jì)要求，那么家長(zhǎng)就更應(yīng)注意孩子的運(yùn)動(dòng)安全。據(jù)丁春雷介紹，發(fā)達(dá)國(guó)家在安裝戶外健身器時(shí)，一般都會(huì)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(diǎn)，鍛煉應(yīng)循序漸進(jìn)戶外健身器的主要設(shè)計(jì)對(duì)象是中老年人。顏納新說(shuō)，如果能每天抽出30分鐘在運(yùn)動(dòng)量相對(duì)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

10、定改善。具體說(shuō)來(lái)，“劃船器”能讓脊背在體前屈和體后伸的過(guò)程中最大范圍地活動(dòng)，同時(shí)有效增強(qiáng)脊柱各個(gè)關(guān)節(jié)的彈性和韌性，緩解腰背酸痛。但在練習(xí)時(shí)要注意動(dòng)作的連貫性，每一個(gè)蹬伸動(dòng)作間不要出現(xiàn)停頓，而且動(dòng)作一定要到位，否則相關(guān)的肌肉無(wú)法得到充分鍛煉?！敖◎T器”可使全身80的肌肉和關(guān)節(jié)同時(shí)參加運(yùn)動(dòng)，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(jì)，社區(qū)健身器材中最受老年人歡迎的是“太空漫步機(jī)”和“上肢牽引器”。老年人身體沒有那么柔軟，不適宜玩扭動(dòng)幅度太大的健身器械，“太空漫步機(jī)”的活動(dòng)式踏板設(shè)計(jì)將漫步、慢跑、靜止自行車運(yùn)動(dòng)的鍛煉效果集于一身，類似于我們自然跨步的動(dòng)作，對(duì)人體關(guān)節(jié)不會(huì)產(chǎn)生大的沖擊，

11、能充分鍛煉腿部和臀部肌肉群，還能增強(qiáng)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(jǐn)慎使用。“上肢牽引器”的慢速牽拉動(dòng)作能讓肩周肌肉得到放松，作為一種輔助治療手段，對(duì)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(jìn)，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(shuō)明，根據(jù)個(gè)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。另外，腰粗的老年人可以適當(dāng)練練“扭腰器”，但要注意轉(zhuǎn)體速度不能過(guò)快，用力不能過(guò)猛，若能配合腹式呼吸，運(yùn)動(dòng)效果更佳。萬(wàn)一在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中發(fā)生腹痛，可以放慢扭腰動(dòng)作的幅度和節(jié)奏，癥狀嚴(yán)重時(shí)應(yīng)立即停止

12、運(yùn)動(dòng)。運(yùn)動(dòng)前應(yīng)仔細(xì)閱讀使用說(shuō)明，掌握好運(yùn)動(dòng)量。丁春雷強(qiáng)調(diào)說(shuō)，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(gè)小時(shí)，一不留神就將有助于健身的有氧運(yùn)動(dòng)做成了劇烈的無(wú)氧運(yùn)動(dòng)，不但健身效果不好，還容易造成運(yùn)動(dòng)損傷。所以健身一定要掌握好運(yùn)動(dòng)時(shí)間和運(yùn)動(dòng)量，“適可而止”很重要。運(yùn)動(dòng)前鍛煉者一定要仔細(xì)閱讀小區(qū)里的健身警示牌和每一套健身器上的使用說(shuō)明，了解器材的運(yùn)動(dòng)量和正確操作方法。違規(guī)操作不僅易造成運(yùn)動(dòng)損傷，還會(huì)降低器材的使用壽命，增加運(yùn)動(dòng)風(fēng)險(xiǎn)。另外，戶外健身器的使用年限一般在46年之間，所以如果自己所在小區(qū)的健身樂(lè)園建成時(shí)間較久，使用前還要注意檢查一下各個(gè)器材能否正常運(yùn)轉(zhuǎn)。目前小區(qū)的健身器材大多安裝在水

13、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(shí)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(guó)十運(yùn)會(huì)正在如火如荼地進(jìn)行時(shí)，能看到在成都的許多公園廣場(chǎng)、小區(qū)綠地、社區(qū)空地都可見到人們熱火朝天鍛煉的場(chǎng)景。隨著生活水平的提高，越來(lái)越多的成都市民加入到各種健身活動(dòng)中。健身器材的安全、衛(wèi)生、維護(hù)等問(wèn)題，也受到越來(lái)越多市民的關(guān)注。12 小區(qū)健身場(chǎng)所存在的隱患121 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(gè)小時(shí)，原因一是小區(qū)的環(huán)境相當(dāng)不錯(cuò)，二是有很多老年人聚集在此，三是小區(qū)里集體鍛煉很簡(jiǎn)單很奏效。 我觀察到小

14、區(qū)場(chǎng)地里的其他器材也沒空著。小孩、老年人都在使用，大家對(duì)這里的器材都很滿意，不足的就是有個(gè)別器材壞了卻沒人來(lái)維修。還有人說(shuō)，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(yuǎn)。 其實(shí)，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(shí)的增強(qiáng)，人們對(duì)居住地健身器材的期望也日益增強(qiáng)。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(dòng)。 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健身需要嗎？在進(jìn)行了口頭問(wèn)卷調(diào)查后，居民們普遍反映：“自從搬進(jìn)此小區(qū)入住以后，對(duì)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

15、晚使用的時(shí)候有點(diǎn)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(duì)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(wú)論哪一個(gè)小區(qū)，無(wú)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(duì)于小區(qū)的健身場(chǎng)地，健身房是年輕人光顧最多的地方。一位年輕的女士說(shuō)：“選擇健身中心，主要是因?yàn)檫@里有比較時(shí)尚的設(shè)備，還有較好的健身教練進(jìn)行指導(dǎo)，當(dāng)然，這里的活動(dòng)強(qiáng)度也更適合青年人?！?事實(shí)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(shí)還不強(qiáng)，他們還沒有像老人們那樣意識(shí)到健身的重要性。 122公共健身器材遭遇不和諧之音 采訪中我

16、發(fā)現(xiàn)一個(gè)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(shí)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(gè)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(shuō)。許多市民呼吁：“公共設(shè)施需要大家一起愛護(hù)，希望各位在鍛煉后都能隨手用紙將器材擦

17、一下，這樣會(huì)更衛(wèi)生?！?現(xiàn)象三： 器材無(wú)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。“現(xiàn)在這里越來(lái)越擠了，甚至到晚上12點(diǎn)，還有人在這里舒展舒展腿腳。”在健身器械處看到，這里立有告示牌，表明器械的功能、使用方法、注意事項(xiàng)等。 盡管小區(qū)居民都比較注意愛護(hù)這些公共器械，但可能因?yàn)槔匣木壒?，這些器材中有5件已經(jīng)損壞。有臺(tái)“太空漫步機(jī)”甚至已經(jīng)壞了兩個(gè)多月也不見人來(lái)維修?，F(xiàn)象四：健身變成“傷身” 。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(jī)、太空漫步機(jī)、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(shí)候受到意外傷害。 在一次采訪中我看到一個(gè)小朋

18、友跑到一臺(tái)漫步機(jī)上“踩飛輪、蕩秋千”，突然兒子雙腳滑空，從漫步機(jī)上摔了下來(lái)，后來(lái)到醫(yī)院花了近百元醫(yī)療費(fèi)。家長(zhǎng)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?yàn)闆]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(jī)”，也沒有看到旁邊有任何提示性的標(biāo)識(shí)。雖然一些社區(qū)、公園的公共健身器械，雖然有標(biāo)注器械的功能、注意事項(xiàng)，卻沒有任何關(guān)于器械使用方面的說(shuō)明文字，也沒有標(biāo)注該器械的適用人群，一些初次到活動(dòng)場(chǎng)所鍛煉的人“看見別人怎么使用，自己就試著怎么來(lái)”。就像摔傷的那位小朋友，不懂得規(guī)范使用漫步機(jī)，兩腿都站在機(jī)上向同一個(gè)方向前后擺動(dòng)，就像是“蕩秋千”，身體沒有重心，結(jié)果失去平衡，脫手了自

19、然就會(huì)摔傷身體。 有了標(biāo)識(shí)，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(jī)架上還標(biāo)注使用注意事項(xiàng)，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(hù)下方能使用健身器械，使用前確認(rèn)該器械是否牢固、變形等，還標(biāo)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(shí)應(yīng)該及時(shí)停止 ，鍛煉時(shí)，一人僅限使用一個(gè)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(shí)候，缺乏安全意識(shí)，沒有先看這些標(biāo)識(shí)，不規(guī)范使用器械，鍛煉前也沒有先進(jìn)行熱身，而是一接觸器械就猛

20、烈運(yùn)動(dòng)，造成身體拉傷或是扭傷等隱患。 公共體育器械面對(duì)的是各類社會(huì)群體，但是嚴(yán)格上說(shuō)，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(xiǎn)。我從正在健身的市民當(dāng)中選擇10個(gè)人做調(diào)查，有7個(gè)人稱自己在健身的時(shí)候從不留意健身器械的適應(yīng)年齡，有6個(gè)人不知道哪一個(gè)是兒童用器械，也不知道哪一個(gè)是成年人用器械，認(rèn)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(gè)別市民在使用公共健身器械的時(shí)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(lè)；健身器械是露天放置的，雨水、沙塵很容易侵入軸承里面，潤(rùn)滑油在軸承內(nèi)

21、部無(wú)法封存，軸承經(jīng)常出問(wèn)題，器械滾動(dòng)突然很快，或是突然卡住等。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(shí)的維修或更換，也容易讓以后一些安全意識(shí)比較差的健身者出現(xiàn)意外。 123 分析總結(jié) 公共健身器械需要共同維護(hù) 。體育基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)是開展全民健身活動(dòng)的基礎(chǔ)，社區(qū)、公園公共健身器械時(shí)這個(gè)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(dòng)。 但是，越來(lái)越多的公共體育設(shè)施也給相關(guān)部門提出各種問(wèn)題來(lái)。調(diào)查中，不少人認(rèn)為當(dāng)前體育健身器械最大的問(wèn)題是維護(hù)和修復(fù)問(wèn)題。按照規(guī)

22、定，健身器械的維修應(yīng)由使用單位如社區(qū)等負(fù)責(zé)，但是，個(gè)別社區(qū)常以資金缺乏為借口不進(jìn)行維修。此外，對(duì)這些公用健身器械缺乏長(zhǎng)期有效的管理，也是這些器械損壞嚴(yán)重的一個(gè)重要原因 。至于安全問(wèn)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(jì)時(shí)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(fù)荷使用的情況，所以制作材料的強(qiáng)度不夠，部件設(shè)計(jì)不合理，危及人身安全。由于經(jīng)費(fèi)緊張，相關(guān)管理部門對(duì)器械日常的檢查和保養(yǎng)不夠及時(shí)，加上一些市民安全意識(shí)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(chǎng)沒有指導(dǎo)性標(biāo)識(shí)，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(huì)有意

23、外事故出現(xiàn)。為了減少健身器械傷人問(wèn)題，每處健身場(chǎng)所都應(yīng)設(shè)立警示牌，標(biāo)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(fù)。 2 .不同年齡段的健身要點(diǎn)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(jì)的時(shí)候要從各個(gè)年齡層次來(lái)考慮，有主有次，能適應(yīng)不同年齡層次的需要。以下為各個(gè)年齡層次的健身調(diào)研：16歲以下 這個(gè)年齡段正是少年兒童的生長(zhǎng)發(fā)育階段，健身鍛煉的強(qiáng)度不要過(guò)大，以免損傷身體。可以進(jìn)行一些諸如單杠、吊環(huán)、體操、標(biāo)槍等運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目的鍛煉，以促進(jìn)身體的健康成長(zhǎng)。17-18歲 這個(gè)階段應(yīng)通過(guò)肌肉強(qiáng)化訓(xùn)練取得正常體力?？梢悦块g隔一天進(jìn)行一次大約半個(gè)小時(shí)左右的負(fù)重訓(xùn)練，使主要肌肉群得到

24、鍛煉。還可以經(jīng)常進(jìn)行有氧健身操、慢跑、騎自行車等方面的運(yùn)動(dòng)，以使心血管系統(tǒng)得到鍛煉。 29-38歲 為了使各個(gè)關(guān)節(jié)保持一定的柔韌性，要多做些伸展方面的運(yùn)動(dòng)，同時(shí)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(yùn)動(dòng)，例如，在做仰臥起坐時(shí)，要盡量將兩膝提拉到胸部，堅(jiān)持30秒鐘，或兩腿分別上舉，要盡量舉高，并堅(jiān)持一定的時(shí)間。 39-49歲 這個(gè)年齡段的人體力會(huì)逐漸開始下降，肌肉逐漸萎縮?？梢悦?天進(jìn)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(qiáng)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(yùn)動(dòng)，尤其是要注意活動(dòng)各關(guān)節(jié)和那些易

25、于萎縮的肌肉。 50歲以后 人體各部位的機(jī)能開始明顯地退化，要根據(jù)每個(gè)人的自身情況，多做一些舒展和平緩的健身活動(dòng)。如散步、打太極拳、舞劍，漫步等運(yùn)動(dòng)，能起到強(qiáng)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(jī)，健騎器，上身牽引器等。在此只提到與本次設(shè)計(jì)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(jì)，有不同程度腰背病患者，約占人口以上。本次設(shè)計(jì)的腰背按摩器是治療這種疾病的非常簡(jiǎn)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(qiáng)腰部力量。扭

26、轉(zhuǎn)過(guò)程中拉長(zhǎng)脊椎 ，使脊柱得以舒展,且使周圍肌纖維活動(dòng)范圍加大,且使周圍肌纖維活動(dòng)范圍加大 ,增強(qiáng)其柔韌性 ,從而避免硬傷害。對(duì)防止腰椎間盤突出有一定效果。311 草圖說(shuō)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(dòng)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(shí)扭轉(zhuǎn)，呼氣時(shí)回復(fù)。收腹挺胸 ,轉(zhuǎn)動(dòng)髖關(guān)節(jié) ,膝關(guān)節(jié)伸直 ,運(yùn)動(dòng)過(guò)程中肌肉不要松弛 ,要保持張力。感覺腰部微熱、舒服為好。設(shè)計(jì)創(chuàng)新點(diǎn)：它克服了現(xiàn)有的各種按摩器無(wú)法對(duì)自身腰背部進(jìn)行強(qiáng)力按摩的缺陷，而且不用電，安全可靠，按摩效果好。使用時(shí)，人站著，可對(duì)腰背部進(jìn)行按摩，從而達(dá)到自我保健治療的目的。同

27、時(shí)具有按摩腰，背部及中樞神經(jīng)系統(tǒng)的功能。注意事項(xiàng)：兒童必須在有監(jiān)護(hù)人的陪同下才能使用。使用說(shuō)明牌：產(chǎn)品的使用說(shuō)明牌掛置于機(jī)器顯著的位置，可以方便運(yùn)動(dòng)時(shí)從不同角度進(jìn)行師范參考，以使運(yùn)動(dòng)正規(guī)化，從而使您達(dá)到預(yù)期的運(yùn)動(dòng)目標(biāo)。圖 3.1312 扭腰器 （圖3.2）名稱：扭腰器主要功能：可同時(shí)活動(dòng)腰部和臂部，把扭轉(zhuǎn)盤的運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為人自身的運(yùn)動(dòng)。產(chǎn)品規(guī)格：鋼管噴塑，塑料封帽。動(dòng)作要領(lǐng)：可同時(shí)滿足兩人運(yùn)動(dòng)。1：雙手緊抓轉(zhuǎn)盤，然后轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)盤，身體隨著手臂的運(yùn)動(dòng)而動(dòng)，從而達(dá)到運(yùn)動(dòng)上半身的目的。老年人運(yùn)動(dòng)幅度不要太大，以免拉傷臂部肌肉。 注意事項(xiàng)：兒童必須在有監(jiān)護(hù)人的陪同下才能使用。設(shè)計(jì)創(chuàng)新點(diǎn)：不同機(jī)構(gòu)可以實(shí)現(xiàn)相同的

28、功能 ?？赏瑫r(shí)供兩人運(yùn)動(dòng)。使用說(shuō)明牌：產(chǎn)品的使用說(shuō)明牌掛置于機(jī)器顯著的位置，可以方便運(yùn)動(dòng)時(shí)從不同角度進(jìn)行師范參考，以使運(yùn)動(dòng)正規(guī)化，從而使您達(dá)到預(yù)期的運(yùn)動(dòng)目標(biāo)。特別提示 ：老年人動(dòng)作不要過(guò)大 ,以免扭傷脊柱 ;可適當(dāng)增加動(dòng)作幅度 ;避免肌肉收緊時(shí)閉氣 ,因?yàn)槔夏耆思∪馐湛s時(shí)閉氣容易引起血壓上升。轉(zhuǎn)體速度不能過(guò)快，用力不能過(guò)猛，若能配合腹式呼吸，運(yùn)動(dòng)效果更佳。萬(wàn)一在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中發(fā)生腹痛，可以放慢扭腰動(dòng)作的幅度和節(jié)奏，癥狀嚴(yán)重時(shí)應(yīng)立即停止運(yùn)動(dòng)。圖 3.2鍛煉方法：（參照實(shí)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(shí)扭動(dòng)腰部，從而帶動(dòng)全身扭動(dòng)。（2） （如圖3.2右側(cè)）腳站在下

29、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(dòng)轉(zhuǎn)化為腰部的轉(zhuǎn)動(dòng)。圖3.1與圖3.2的比較：圖3.1可在運(yùn)動(dòng)腰部的同時(shí)對(duì)腰背部進(jìn)行按摩。圖3.2則只起扭腰的目的，但其運(yùn)動(dòng)幅度較一大。32 踏步器：（如圖3.3）主要功能：腰部運(yùn)動(dòng)。通過(guò)活動(dòng)鍛煉腰部?jī)蓚?cè)的肌肉群，增強(qiáng)腰、髖、膝關(guān)節(jié)的活動(dòng)能力。圖 3.3 踏步機(jī)鍛煉方法及動(dòng)作要領(lǐng)：利用左右扭轉(zhuǎn)踏步的方式，來(lái)讓運(yùn)動(dòng)平常比較難訓(xùn)練到的地方，比如說(shuō)臀部外側(cè)及大腿內(nèi)側(cè).，也可以同時(shí)聽音樂(lè)，或和周圍人聊天。運(yùn)動(dòng)時(shí)雙手緊握扶手，肩部與下踩的下肢作反方向扭動(dòng)，形似“扭秧歌”動(dòng)作。（扶手可以借助外界）與以往設(shè)計(jì)相比：使用壽命更長(zhǎng)！人性化，質(zhì)量更好。33

30、 臂力鍛煉器：331 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(yùn)動(dòng)。注意事項(xiàng)：避免一次運(yùn)動(dòng)量過(guò)大造成肌肉拉傷。產(chǎn)品規(guī)格：鋼管噴塑，塑料封帽。車架潤(rùn)飾處理： 獨(dú)有的雙層粉體烤漆程序使運(yùn)動(dòng)顏色鮮艷，易于辨認(rèn)，防水防熱防靜電。同時(shí)經(jīng)潤(rùn)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(shí)減少力，由于彈簧作用，把手將自動(dòng)上升。彈簧拉力器的幾種練法：（立姿） 1、頭后飛鳥擴(kuò)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。

31、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(dòng)作（90度）。 圖 3.4彈簧拉力器332 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歲的一般人群鋼質(zhì)選擇：使用硬質(zhì)鋼材。動(dòng)作要領(lǐng)：（實(shí)現(xiàn)功能時(shí)）雙手緊握扶手，腳站于地，雙手做拉伸運(yùn)動(dòng)，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(lái)推開。（實(shí)現(xiàn)壓腿功

32、能時(shí)）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(yùn)動(dòng)時(shí)，臀部向下壓，從而達(dá)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(rùn)飾處理： 獨(dú)有的雙層粉體烤漆程序使運(yùn)動(dòng)顏色鮮艷，易于辨認(rèn)，防水防熱防靜電。同時(shí)經(jīng)潤(rùn)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(shuō)明牌：產(chǎn)品的使用說(shuō)明牌掛置于機(jī)器顯著的位置，可以方便運(yùn)動(dòng)時(shí)從不同角度進(jìn)行師范參考，以使運(yùn)動(dòng)正規(guī)化，從而使您達(dá)到預(yù)期的運(yùn)動(dòng)目標(biāo)。使用注意事項(xiàng)： 鍛煉時(shí)，一人僅限使用一個(gè)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。3321 自由度的分析該機(jī)構(gòu)在平面內(nèi)的自由度分

33、析如下圖所示：圖 3.6 自由度的分析 b為a的俯視圖，由草圖可知此機(jī)構(gòu)中由有兩個(gè)活動(dòng)機(jī)構(gòu)，2；包含兩個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)副，l=4；沒有高副，h，所以由公式可得：lh*-*機(jī)構(gòu)的自由度于原動(dòng)件數(shù)相等，所以此機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)可以實(shí)現(xiàn)。333 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(rùn)飾處理：獨(dú)有的雙層粉體烤漆程序使運(yùn)動(dòng)車架擁有象轎車般的高貴氣質(zhì)，同時(shí)經(jīng)潤(rùn)飾處理的金屬車架不易起毛摩擦和油漆脫落。 使用說(shuō)明牌：產(chǎn)品的使用說(shuō)明牌掛置于機(jī)器顯著的位置，可以方便運(yùn)動(dòng)時(shí)從不同角度進(jìn)行師范參考，以使運(yùn)動(dòng)正規(guī)化，從而使您達(dá)到預(yù)期的運(yùn)動(dòng)目標(biāo)。 鍛煉肌肉：三角肌、胸大肌、肱三頭肌 使用注意事項(xiàng)： 鍛煉

34、時(shí)，一人僅限使用一個(gè)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(zhǎng)寬高： 115x98x190（厘米）圖 3.7彈簧推力器4 力的校核41 彈簧力的校核411 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(shí)。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。412 圓柱螺旋彈簧的設(shè)計(jì) 在拉力器和推力器中均用到圓柱螺旋彈簧，以下對(duì)其做詳細(xì)介紹：4121 圓柱螺旋彈簧圓柱螺旋彈簧得設(shè)計(jì)是金屬絲按螺旋線卷繞而成，制造簡(jiǎn)單，應(yīng)用廣泛。根據(jù)它得功用可分為:壓縮

35、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4122 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(shí)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=21;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（0.10.5）f2 f20.8flim413 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(shí)用冷卷法，d0.8時(shí)用熱卷法。冷卷地彈簧多用于冷

36、拉、經(jīng)過(guò)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(wú)預(yù)應(yīng)力和有預(yù)應(yīng)力兩種，圖b為無(wú)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02。圖 4.3拉伸彈簧彈性線圖42 彈簧強(qiáng)度計(jì)算a、強(qiáng)度校核公式：b、彈簧絲直徑的計(jì)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（

37、mm）；c彈簧指數(shù)；k彈簧的曲度系數(shù)；43 彈簧剛度計(jì)算1、彈簧的工作圈數(shù)： 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(jì)算：3、剛度越大，不易變形；剛度越小，較易變形。44 彈簧的選擇戶外健身器長(zhǎng)期受到日曬雨淋，又由于健身者的不正確使用，長(zhǎng)期受力不均，力的變化范圍也比較大，因此在選擇時(shí)，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(shí)也應(yīng)該能適應(yīng)。彈簧在工作時(shí)強(qiáng)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(lái)確定，因此在對(duì)彈簧的選擇時(shí)可以按照下表（表4.1）來(lái)進(jìn)行：表4.1：選擇彈簧時(shí)的參數(shù)45 彈簧的選擇

38、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） ：4550推薦推使用溫度（） ：40200實(shí)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(shí)承受的載荷f21200n（類載荷），要求彈簧內(nèi)徑d150mm。試計(jì)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(lái)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(yàn)取d=6mm，則 取c=9查表，b1350mpa,k=1.16，則0.5b=675mpadd，且它們較接近，因此計(jì)算結(jié)果安全、適用5 扭轉(zhuǎn)盤

39、力的校核（圖5.1）如圖5.1所示為轉(zhuǎn)向軸ab，在工作時(shí)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(gè)力偶引起的，表現(xiàn)為桿件的任意兩個(gè)橫截面發(fā)生繞軸線的相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)。 m9549 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x0,求出 t- m 0 tm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(duì)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 ， s2 = 截面的周長(zhǎng) 應(yīng)力2實(shí)心軸的最大剪應(yīng)力應(yīng)為51 mpa maxtw51000000圖 5.2扭轉(zhuǎn)盤圖5.3扭轉(zhuǎn)盤受力分析6

40、桿件力的校核61 桿件變形的基本形式材料力學(xué)上將長(zhǎng)度遠(yuǎn)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）： 353b（pa）： 59862 軸向拉伸或壓縮時(shí)的變形衡量材料力學(xué)性能的指標(biāo)主要有：比例極限（或彈性極限）p，屈服極限s，強(qiáng)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(gè)力的校核過(guò)程中直接引用。表 6.1 ：幾種材

41、料在常溫靜載下的s，b數(shù)值材料名稱牌號(hào)s（pa）b（pa）優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼 4045333353569598合金結(jié)構(gòu)剛20gr40gr539785 834 981灰鑄鐵ht15-33 拉 98.1274壓 637桿件橫截面上的應(yīng)力為： pa桿件的變形為：lleaplea 由此公式可看出：當(dāng)應(yīng)力不超過(guò)比例極限時(shí)，桿件的伸長(zhǎng)與拉力p和桿件的原長(zhǎng)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（?.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19621618620678

42、.515772.612870 0.240.280.250.300.230.270.310.420.33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(jì)的健身器上都有簡(jiǎn)單的托架。bc桿為圓鋼，橫截面直徑為40。bd桿為8號(hào)槽鋼。若=160mpa，e=200pa，試校核該托架的強(qiáng)度。設(shè)p=60kn。（單位為：） 圖6.1托架強(qiáng)度校核解：三角形bcd三邊的長(zhǎng)度比為bc：cd：bd=3：4：5，由此求出bd=0.4，并根據(jù)b點(diǎn)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) 275（壓）bc桿截面的面積1=0.001256（平方米）。bd桿為8號(hào)槽鋼，根據(jù)型鋼表（材料力學(xué)400頁(yè)）查得得截面面積為20.00102（平方米）。于是bc和bd桿的應(yīng)力分別為：1110.00004510000.0012563.58 mpa 2220.00007510000.0010273.5 mpa兩桿都滿足強(qiáng)度要求。7 健身器表面涂料的選擇一般來(lái)說(shuō)，涂料的重要性首先體現(xiàn)在其具有的優(yōu)良保護(hù)作用