多功能家居健身器械設計概論

南通鐵人運動用品有限公司 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。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備，健身者可以基于自己的偏好選擇相應的健身器械設備；另一方面健身房有專業的健身教練，可以為人們的健身鍛煉進行指導，提高健身的科學性[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行健身鍛煉，他們更傾向于在家庭中利用空閑時間進行鍛煉。這就需要設計多功能家居健身器械，來有效滿足人們的健身需求。

1 家庭健身器械發展現狀

近些年家庭健身器械得到了快速發展，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，其結構簡單，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，這些健身器械的結構整體來說較為復雜，并且在器械功能方面也已經具備較高水平，比如跑步機以及健身車等，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、腰部旋轉等，同時價格較為昂貴，多數價格在數千元至數萬元之間，比如多功能跑步機等[2]。

2 多功能家居健身器械設計目的和要求

開展多功能家居健身器械設計的目的主要是為了滿足人們家庭健身的需求，在快節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計有助于促進我國健身器材行業的發展。

開展多功能家居健身器械設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現座椅與健身器的相互轉換，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該能夠覆蓋盡量多的人群；三是設計科學合理，結構盡量簡單，一方面便于生產，另一方面可以降低故障的發生率；四是采用拼裝結構，主要為健身器械的運輸以及移動提供方便；五是具有良好的經濟性，降低人們的經濟負擔。

3 多功能家居健身器械設計總體方案

3.1 功能定義

基于設計要求，多功能家居健身器械必須具備常規的健身功能，并且在家中占地面積較小，方便使用。因此，本文設計的多功能家居健身器械可以實現座椅與健身器的相互轉換，在非健身狀態是可以當座椅進行休息，在健身狀態時需要具備三項健身功能。一是仰臥起坐，使用者可以基于自身情況調節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行鍛煉；三是蹬車練習，通過腳蹬機構對膝蓋關節以及腿部肌肉進行鍛煉。同時該多功能家居健身器械可以進行折疊，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構拼裝而成，通過定位銷實現健身器械的調節和定位。基于不同的定位孔，墊板之間的夾角可以發生改變，從而可以有效滿足不同健身者的使用需求。彈簧拉伸練習主要是基于彈簧形變所產生的恢復力進行鍛煉，可以有效鍛煉手臂肌肉。腳蹬機構主要是基于自行車的動力原理，在蹬車練習過程中人的腿部繞著旋轉基點開展旋轉運動，既可以有效活動膝關節和踝關節，同時還可以對腿部肌肉進行鍛煉。

3.3 整體結構

根據多功能家居健身器械的三項主要功能，其整體結構主要包括機架、腹部鍛煉結構、拉力結構和腳蹬結構。機架是整個多功能家居健身器械的平臺，所有的功能結構均與機架牢固連接在一起。為了保障整個多功能家居健身器械的穩定性，機架材料的選取要特別注意，盡量選擇強度大同時又較輕的材質，一方面機架不容易發生變形，能夠對各項功能結構進行有效支撐，另一方面質量較小，便于組裝以及移動，比如鋁合金等。腹部鍛煉結構具體包括支腳、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現受力。拉力結構主要包括彈簧、彈簧手柄以及把手三部分。在彈簧拉伸練習中，手臂的拉伸會讓彈簧產生彈性形變，此時彈簧為了恢復原廠會產生反作用力，反作用力與手臂拉伸方向相反，對手臂的拉伸運動形成阻礙，進而在練習過程中起到鍛煉手臂肌肉的目的。腳蹬結構主要包括腳踩板、連桿、基桿以及軸承等部分。腳蹬結構主要是基于自行車動力原理，在腳蹬練習過程中，人的腿部會做旋轉運動，進而對腿部關節以及肌肉進行鍛煉。同時為了更好滿足健身者需求，在多功能健身器械調整到座椅狀態時可以將腳蹬機構從機架上拆除。

4 結束語

健身器械是人們開展健身鍛煉的主要工具，科學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，健身器械領域得到了快速發展，產生了多種類型、不同材質的健身器械設備。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，設計了一種多功能家居健身器械，該健身器械包括三項健身功能，基本上可以滿足多數人群的健身需求，同時組裝方便、經濟性好，在目前眾多的健身器械中具有明顯的優勢。