張瑞林

體育器材的共性技術研究

張瑞林

體育器材共性技術是體育用品行業(yè)重要的基礎技術形態(tài)，對于提高我國體育用品科技含量、打造世界品牌具有舉足輕重的作用。運用文獻資料、邏輯分析、工程技術等研究方法，提出了體育器材共性技術的內(nèi)涵、結構與內(nèi)容，厘清了體育器材一般特征與專門特征，分析了我國發(fā)展體育器材共性技術的重大意義，構建了包括一般共性技術、類群共性技術和特定產(chǎn)品技術的體育器材技術體系，明確了一般共性技術與類群共性技術的內(nèi)容以及相關指標。

體育器材；共性技術；體系；研究

2010年國務院辦公廳頒布《關于加快體育產(chǎn)業(yè)發(fā)展的指導意見》，2011年國家體育總局頒布《體育產(chǎn)業(yè)“十二五”規(guī)劃》明確指出：“做大做強體育用品業(yè)，引導體育用品生產(chǎn)企業(yè)增加科技投入，加大自主研發(fā)和科技成果轉(zhuǎn)化，開發(fā)科技含量高、擁有自主知識產(chǎn)權的產(chǎn)品，打造體育用品世界品牌?！保?］體育器材業(yè)是我國體育用品的主體行業(yè)，掌握體育器材業(yè)先進的科學技術是形成自主知識產(chǎn)權、提升核心競爭力和打造世界品牌的根基所在。目前，我國體育器材科技含量較低，缺乏共性核心技術，在全球體育用品業(yè)分工中處于低附加值的價值鏈環(huán)節(jié)，該種被動落后的局面亟需轉(zhuǎn)變。

體育器材科學技術分為共性技術和專有技術，其中，共性技術是基礎，是專有技術的根基，是整個體育器材行業(yè)發(fā)展的科技支撐點。我國體育器材共性技術尚處于發(fā)展的起步階段，體育器材共性技術的內(nèi)涵尚不清晰，內(nèi)容、結構、特征及指標體系等有待進一步深入研究。本文正是在體育器材共性技術初級發(fā)展階段的背景下，通過“國家體育用品工程中心”申報并立項的研究經(jīng)歷，有針對性和前瞻性地提出了體育器材共性技術，在體育器材共性技術內(nèi)涵與特征分析的基礎上，力圖構建體育器材共性技術體系，從而促進我國體育器材共性技術的研發(fā)，為整個行業(yè)的科技進步打下堅實的基礎，為打造高科技含量、有自主知識產(chǎn)權、有世界影響力的體育用品品牌貢獻科技力量。

1 體育器材共性技術的內(nèi)涵、結構與內(nèi)容

1.1 體育器材共性技術的內(nèi)涵

共性技術被視為行業(yè)發(fā)展的科技支撐條件，在國內(nèi)、外相關行業(yè)中的研究與應用已經(jīng)取得了較大的進展，如裝備制造業(yè)共性技術、船舶動力學共性技術、發(fā)動機共性技術等，且各國政府將共性技術看作產(chǎn)業(yè)科技規(guī)劃與管理的重中之重。“共性技術是指在產(chǎn)業(yè)領域、不同行業(yè)或不同區(qū)域能夠廣泛共享應用，對經(jīng)濟和社會發(fā)展產(chǎn)生普遍推動作用的技術”［3］。例如，現(xiàn)代裝備制造業(yè)的核心共性技術為：“現(xiàn)代設計技術、精密加工技術、特種加工技術、新材料及其成型技術、計算機集成制造技術、數(shù)控技術、先進制造模式等?！保?0］

體育器材共性技術是體育用品行業(yè)領域的重要基礎技術，是基于體育器材的自動化、數(shù)字化、個性化發(fā)展趨勢，符合體育運動規(guī)律，對體育器材起關鍵性基礎作用的一組先進的、具有較大用戶價值的技術和能力的集合體。體育器材共性技術是體育器材工程化技術的根基，是在競技體育方面提升運動成績和在全民健身方面提高健身效能與質(zhì)量所需要的體育器材應顯示出的特性技術。

1.2 體育器材共性技術的結構

“從科學和技術的發(fā)展過程看，科學可以分為基礎科學和應用科學；而技術可以劃分為實驗技術、共性技術、應用技術和專有技術”［4］。其中，科學是技術的基礎，技術是科學的應用。體育器材共性技術的結構如圖1所示。

圖1 體育器材共性技術結構示意圖

體育器材共性技術居于技術層次，其科學基礎是體育器材的基礎科學和應用科學，其前技術形態(tài)是實驗技術，但是在體育器材技術的研發(fā)中，共性技術是最先應用的技術形態(tài)。按照1974年聯(lián)合國教科文組織的分類，基礎科學包括數(shù)學、邏輯學、物理學、天文學和天體物理學、地球科學和空間科學、化學、生命科學七類。具體到體育器材而言，其基礎科學和應用科學層次的學科主要包括：體育學、機械工程科學、材料科學與工程、控制科學與工程、計算機科學與工程等。

1.3 體育器材共性技術的內(nèi)容

體育器材數(shù)量大、范圍廣，體育器材共性技術的內(nèi)容也紛繁復雜。本文經(jīng)過理論與實踐研究認為，目前體育器材共性技術主要包括傳統(tǒng)體育器材的升級換代技術、墊類護具類制造技術、材料改性及應用技術和網(wǎng)絡健身技術。

傳統(tǒng)體育器材升級換代技術，是指對傳統(tǒng)體育器材外觀美化、功能加強、功能擴展、使用簡化、效能提升的加工制造技術，如體育器材調(diào)節(jié)和控制技術，以及同一器材設備不同人群的多功能集成式使用技術。通過該項技術使體育器材設備調(diào)節(jié)、控制過程更加省時、省力、準確，以改變目前人工調(diào)節(jié)、人工測量的落后狀況，如跨欄架自動調(diào)節(jié)控制中的液壓升降、數(shù)字調(diào)節(jié)、無線控制等技術。

墊類護具類制造技術。墊類制造技術，是指根據(jù)跳馬、單杠、雙杠、高低杠、平衡木、吊環(huán)、自由體操等運動員落地時的穩(wěn)定性、安全性需要，以運動力學研究所提供的墊類陷入深度、回彈幅度等指標為依據(jù)，所研發(fā)的壓縮海綿制造聚乙烯、聚丙烯發(fā)泡技術；護具類制造技術，是指圍繞跆拳道護頭、護肘、護胸、護襠、護腿和拳擊套等護具類產(chǎn)品，如何減少沖擊力，以緩沖運動員、練習者受力程度，防止沖擊受傷，從而研究開發(fā)的壓縮海綿產(chǎn)品結構力解緩沖技術。

材料改性及應用技術，是指圍繞競賽自行車、撐竿跳撐桿、賽艇、帆板、輪滑、滑雪板等“支撐性體育器材設備”所具備的重量輕、硬度大、彈性高等制造技術發(fā)展趨勢所需要的碳纖維復合材料改性及制造技術；圍繞人造草坪仿真性、環(huán)保性、耐用性、耐候性等特點要求所需要研究開發(fā)的人造草坪色母粒制配技術、抽絲技術、抗老化技術、保色技術、滲濕技術等。

網(wǎng)絡健身技術，是指圍繞室內(nèi)健身設施網(wǎng)絡化發(fā)展趨勢的需要所研究開發(fā)的三維無源多點目標跟蹤技術，運動軌跡成像技術，器械運動速度、力量、方向虛擬技術，運動中各項生理指標變化即時監(jiān)測反饋等系列關鍵技術，從而集成建立的以人機互動技術為支撐的全民健身網(wǎng)絡平臺，使健身者足不出戶就能參加健身活動。

2 體育器材共性核心技術的特征

關于共性技術的特征，諸多學者開展了相關研究。陳靜等人研究認為，共性技術具有超前性、共享性、風險性和積極的外部性［1］。任麗等人研究認為，共性技術具有較強的外部性、基礎性、共用性和層次性［5］。本文結合前人的研究和體育器材的特征，認為對于體育器材而言，其共性技術應該既具有一般共性技術的特征，又具有體育器材的專門特征。

2.1 體育器材共性技術的一般特征

第一，技術的先進性。體育器材共性技術是支撐和推動整個體育器材行業(yè)發(fā)展的基礎性技術，顯然，落后的技術不能滿足此要求。因此，體育器材共性技術的第一特征就是先進性。體育器材共性技術先進性主要包含兩層意義：一是，共性技術是體育器材相關的基礎科學和應用科學最先應用的技術形態(tài)，是科學轉(zhuǎn)化為技術與生產(chǎn)力的“第一站”；二是，共性技術在一定時期內(nèi)處于領先、超前的地位，能夠引領體育器材業(yè)技術發(fā)展的趨勢，滿足體育器材業(yè)未來發(fā)展的需求。

第二，作用的基礎性。雖然體育器材種類繁多，但是卻存在一些支撐整個體育器材業(yè)的共同基礎技術，這類技術即為共性技術。僅有共性技術無法生產(chǎn)體育器材，而沒有共性技術則體育器材的生產(chǎn)如無源之水。共性技術是體育器材生產(chǎn)的基礎性技術，是進行技術改革與創(chuàng)新的支撐性條件，類似于公共基礎設施所發(fā)揮的作用。

第三，應用的共用性。共性技術的基礎性特征決定了其應用過程中的共用性，即共性技術可以作用于整個體育器材行業(yè)，該行業(yè)中的任何企業(yè)都可以利用先進的共用技術。因此，體育器材共性技術對于體育器材企業(yè)而言具有共用性，可以普遍應用于某一類體育器材或者全部體育器材甚至更廣的范圍。共性技術的共用性是有限的，在一定條件下共性技術受知識產(chǎn)權、技術專利的保護。

第四，效益的外部性。外部性是經(jīng)濟學上的概念，“一種外部經(jīng)濟（或外部不經(jīng)濟）指的是這樣一種事件：它使得一個（或一些）在做出直接（或間接地）導致這一事件的決定時根本沒有參與的人，得到可覺察的利益（或蒙受可覺察的損失）”［12］。以體育器材共性技術為例，其外部性是指研發(fā)體育器材共性技術不僅能夠使研發(fā)者獲益，而且也會給體育用品業(yè)中沒有參與研發(fā)的企業(yè)、部門等帶來效益。體育器材共性技術的外部性與其基礎性、共用性密切相關，基礎性決定了技術專利保護的有限，共用性決定了技術模仿、免費使用的必然。

2.2 體育器材共性技術的專門特征

2.2.1 體育器材共性技術的數(shù)字化特征

體育器材共性技術的數(shù)字化特征主要體現(xiàn)為兩個方面：一是，數(shù)字化調(diào)節(jié)與控制技術，利用自動化、紅外線等技術使體育器材設備實現(xiàn)自動調(diào)節(jié)、精確控制、簡便易行、省時省力，如體操器材中可實現(xiàn)數(shù)字化控制和調(diào)節(jié)的單杠、雙杠、高低杠、鞍馬等體操器材的生產(chǎn)制造技術；二是，數(shù)字化無線傳遞和即時反饋技術，該項技術能夠即時提供使用者所需要的數(shù)據(jù)，并實現(xiàn)無線儲存和傳輸，如室內(nèi)健身器材的即時反饋系統(tǒng)，該系統(tǒng)能夠為使用者方便快捷地提供坡度、距離、熱量、心率、速度、強度、能耗等運動指標，并實現(xiàn)無線傳輸，為使用者提供相關信息并給出健身指導建議。

2.2.2 體育器材共性技術的個性化特征

當前而言，國內(nèi)、外體育器材廠商更加注重以人為本設計、研發(fā)和制造體育器材，將人體科學的規(guī)律淋漓盡致地運用到體育器材制造中，使制造的體育器材更加適應人體運動需要，更有利于提高運動成績和健身效能，這便是體育器材個性化特征的重要體現(xiàn)。體育器材共性技術的個性化特征是指使體育器材向著更加符合人體舒適度，更加符合人體運動的科學規(guī)律，更加人性化、更加科學合理，更加符合不同人群的需要，更利于運動尤其是競技性高難度動作發(fā)揮、健身舒適性等以人為本的方向發(fā)展。此外，個性化還有滿足不同人群對體育器材個性化需求的意義，即適用于不同人群的體育器材，如符合小學、中學學生身心發(fā)展規(guī)律的健身器材的成套產(chǎn)品制造技術及標準。

2.2.3 體育器材共性技術的標準化特征

標準化是規(guī)范體育器材生產(chǎn)、提高體育器材競爭力的重要基礎性工作，但目前我國體育器材標準化水平過低，尚存在標準少、標準低的問題，尤其是共性技術方面缺乏相應的標準。共性技術的標準化特征是指體育器材生產(chǎn)、產(chǎn)品、性能等共性技術的標準化，建立體育器材共性技術的行業(yè)標準和國家標準，從而為體育器材行業(yè)標準化工作打下堅實的技術基礎。

體育器材共性技術的一般特征是基礎，共性技術的先進性和基礎性決定了其作用的廣泛性和行業(yè)的共用性，行業(yè)的共用性決定了共性技術應用的積極外部性。體育器材共性技術的專門特征是其發(fā)展趨勢的重要體現(xiàn)，體育器材的數(shù)字化、個性化和標準化引領著共性技術的發(fā)展和體育器材的生產(chǎn)制造（圖2）。

圖2 體育器材共性技術特征示意圖

3 體育器材共性技術研發(fā)的意義

共性技術不僅決定著體育器材的檔次和水平，而且，也決定著產(chǎn)品的行業(yè)競爭力和市場占有率。國外關于體育器材共性技術的研究較早，同時，高度重視共性核心技術與人體運動規(guī)律的緊密銜接，注重對運動過程中人、器材設備等多因素之間相互關系的研究，注重其他高科技技術的引入，注重通過材料改性與應用，以提高運動競賽成績和健身效能。例如，英國拉夫堡大學研制的“八角球”核心技術，使其成為兩屆世界杯足球賽惟一用球；美國耐克公司研制的“氣墊”核心技術，使耐克運動鞋在全球鞋類用品中獨領風騷；澳大利亞等國（Speedo和Arena公司）研制的“鯊魚皮”核心技術，使其生產(chǎn)的泳衣在一個時代中“占池為王”；荷蘭研制的“塞爾隆”人造草坪核心技術，使其鋪綠了全球足球場等。但是，目前我國體育器材共性技術的研發(fā)還相對落后，以共性技術為基礎形成的自主知識產(chǎn)權為例，據(jù)2009年世界體育用品聯(lián)合會統(tǒng)計報告，擁有自主知識產(chǎn)權的體育器材中，中國僅占3%，而美國占30%、歐洲占27%、東南亞占15%、日本占11%、其他國家占6%。

共性技術的研發(fā)對體育器材行業(yè)發(fā)展具有深遠的意義：第一，解決體育器材能否符合運動競技規(guī)律和健身規(guī)律要求的問題，這是體育器材區(qū)別于其他器材的關鍵；第二，為體育器材行業(yè)提供基礎性關鍵技術支撐，有利于提升體育器材行業(yè)的科技含量，提高產(chǎn)品的附加值，促進產(chǎn)業(yè)結構升級，為打造世界知名品牌奠定基礎；第三，促進體育器材行業(yè)向高科技、低能耗、綠色化的方向發(fā)展，制造更加符合競技體育和全民健身需求的體育器材，從而促進競技體育不斷提升運動成績，促進全民健身不斷提高鍛煉效果。

4 體育器材共性核心技術體系的構建

在運動訓練學上，田麥久等學者將運動項目的類屬聚合命名為“項群”，將揭示項群訓練基本規(guī)律的理論命名為“項群訓練理論”，填補了一般訓練理論與專項訓練理論銜接的間隙，構建了包括一般訓練理論、項群訓練理論和專項訓練理論的科學體系［6］。借鑒項群訓練理論的研究成果，結合體育器材種類多、數(shù)量大的特點，本文將體育器材制造技術劃分為三個層次：第一層次是一般共性技術，第二層次是類群共性技術，第三層次是特定產(chǎn)品技術（圖3）。

一般共性技術是指導眾多體育器材的制造技術，具有普適性和高度性，是體育器材制造技術最高層次的指導理論，主要包括數(shù)字化共性技術、個性化共性技術和標準化共性技術。類群共性技術是針對具有不同屬性、規(guī)律的運動器材建立的制造技術體系，介于一般共性技術和特定產(chǎn)品制造技術之間，能夠涵蓋某一類體育器材的制造技術，如墊類、護具類器材，具有相同的屬性并需要回彈度、深陷度等相似的技術指標，其制造技術屬于同一類群。類群共性技術主要包括運動速度承載類共性技術；墊類、防護用具類共性技術；支撐運動設施類共性技術；附著人體器材類共性技術；拆裝、移動、調(diào)節(jié)器材類共性技術；室內(nèi)健身器材類共性技術；實時監(jiān)控器材類共性技術；飛行器材類共性技術；反彈器材類共性技術。特定產(chǎn)品制造技術是針對某一種體育器材的制造技術，如自行車制造技術、賽艇制造技術等。

4.1 體育器材一般共性技術及其指標體系

體育器材一般共性技術是與體育器材專門特征相契合的技術形態(tài)，對于目前體育器材的制造技術而言，體育器材一般共性技術主要包括數(shù)字化共性技術、個性化共性技術和標準化共性技術。

4.1.1 數(shù)字化共性技術

數(shù)字化共性技術是指以數(shù)字化技術為基礎的廣泛適用于體育器材的信息采集、數(shù)字傳遞、數(shù)字控制等方面的技術。數(shù)字化共性技術在體育器材中主要體現(xiàn)為運動人體參數(shù)采集系統(tǒng)（如健身即時監(jiān)測系統(tǒng)）、運動成績采集傳輸系統(tǒng)（如田徑類成績測量系統(tǒng)）、體育器材自動控制系統(tǒng)（如電動跳高架）等。

數(shù)字化共性技術具有穩(wěn)定性好、抗干擾能力強、可控性優(yōu)的特點。第一，數(shù)字化的體育器材具有更好的穩(wěn)定性，獲取的數(shù)據(jù)信息更加可靠，能夠反映人體運動的真實狀態(tài)，如健身器材的即時監(jiān)測系統(tǒng)。第二，數(shù)字化體育器材的抗干擾能力強，數(shù)字信息的傳遞有著廣泛的適應性，不易受外部溫度、濕度等因素的影響，如能夠?qū)崿F(xiàn)自動控制的跨欄架，能夠在不同的環(huán)境下準確調(diào)節(jié)控制其欄架高度。第三，數(shù)字化體育器材可控性優(yōu)，以數(shù)字化手段進行控制能夠使體育器械的調(diào)整更加的方便、快捷、準確，如數(shù)字化撐竿跳高架，利用數(shù)字化手段能夠準確實現(xiàn)跳高架不同的高度調(diào)整。

數(shù)字化共性技術是一個技術體系，其主要技術環(huán)節(jié)包括數(shù)字信息采集、數(shù)字信息傳遞、數(shù)字信息轉(zhuǎn)化、數(shù)字化控制、數(shù)字信息儲存等，依據(jù)體育器材的發(fā)展趨勢，體育器材數(shù)字化共性技術的指標體系主要涵蓋以下內(nèi)容：符號速率、信息速率、頻帶利用率、誤碼率等［7］，其技術指標體系如表1所示。

表1 體育器材數(shù)字化共性技術主要指標一覽表

4.1.2 個性化共性技術

個性化共性技術是基于人體運動規(guī)律的，符合不同類型人群需求的體育器材制造技術。體育器材個性化共性技術有兩個維度，功效維度和人群維度。第一，功效維度，是指基于體育器材功效的個性化技術。而體育器材的功效主要包括兩個方面，一是提升運動成績，二是提高健身效能，其個性化技術也就分為以提升運動成績?yōu)閷虻捏w育器材共性技術和以提高健身效能為導向的體育器材共性技術。第二，人群維度，是基于不同人群體育器材需求差異性的個性化技術，該維度以滿足不同人群體育器材需求為技術的出發(fā)點，研制滿足不同功能訴求的體育器材，如與糖尿病人群、心臟病人群、不同年齡階段學生等群體的生理、心理、運動規(guī)律相適應的體育器材制造技術。根據(jù)不同的維度，體育器材個性化共性技術的指標體系也分為兩類（表2）。

4.1.3 標準化共性技術

標準化共性技術是支撐實現(xiàn)體育器材標準化的基礎技術。剖析我國體育器材標準化落后的原因，主要在于兩個方面：一是，體育器材標準的編制落后，缺乏及時、全面的體育器材標準；二是，缺乏與體育器材標準密切聯(lián)系的共性技術。標準化共性技術落后，體育器材標準自然也難以健全。

根據(jù)體育器材理論研究與制造實踐，體育器材標準化技術主要包括產(chǎn)品研發(fā)設計、原材料選用、加工制造、質(zhì)量檢驗、產(chǎn)品銷售、售后服務六項共性技術（表3）。

表2 體育器材個性化共性技術指標體系一覽表

4.2 體育器材類群共性技術

經(jīng)體育器材制造的理論與實踐研究，根據(jù)體育器材的作用、功能以及與人體運動結合方式的不同，本文將體育器材劃分為：運動速度承載類；墊類、防護用具類；支撐運動設施類；附著人體器材類；拆裝、移動、調(diào)節(jié)器材類；室內(nèi)健身器材類；實時監(jiān)控器材類；飛行器材類；反彈器材類。同一類群具有類似的屬性，具有屬于本類群的共性技術。

4.2.1 運動速度承載類共性技術

速度承載類即與人體結合追求更快速度的體育器材，包括自行車、水上運動器材、冰雪運動器材等，需要借助于反彈力的速度承載類器材除外（如賽艇的槳需要增大與水的接觸力）。該類體育器材要減少器材與附著物之間的摩擦力，其核心技術是減輕重量、硬度適宜、安全性能高、輕便靈活、不易產(chǎn)生塑性變形。因此，該類體育器材的技術實現(xiàn)途徑為新材料引入、原材料改性、制作工藝改型等技術革新，如自行車制造材料從一般的鋼鐵逐漸革新為鉻鉬鋼、鋁合金、鈦合金、鎂合金、碳纖維等材料。速度承載類器材的技術指標主要包括重量、應力、剛性、變形、抗疲勞、摩擦系數(shù)（表4）。

表3 體育器材標準化共性技術指標體系一覽表

表4 速度承載類體育器材共性技術指標體系一覽表

4.2.2 墊類、防護用具類共性技術

墊類、防護用具類體育器材即各種體育運動墊和防護用具，主要包括體操墊、柔道墊、摔跤墊、跆拳道墊、瑜伽墊、安全防護墊、防震墊、健美操墊、跳高墊、海綿墊以及運動頭盔、手套、防護背心、護頭、護襠等防護用具等。該類體育器材的共性技術包括緩解沖擊力、防止受傷、提高收縮性、環(huán)保性、美觀性、舒適性和耐用性等核心共性技術指標。墊類和防護用具類主要技術環(huán)節(jié)包括兩方面：一是，墊類護具類產(chǎn)品的表層紡織物；二是，墊類護具類產(chǎn)品的夾芯，其中，夾芯技術是核心，夾芯技術主要分為發(fā)泡技術、阻燃增韌技術、彎曲變形技術。墊類、防護用具類共性技術的指標主要包括最大作用力、沖擊下陷深度、回彈高度、長效彈性，其中，回彈高度是用于監(jiān)測運動墊類和防護用具的回彈性能，一般用回彈的最大高度與下落高度比值的百分率表示，可以采用回彈系數(shù)檢測機測量，單位為毫米（mm）；長效彈性是指墊類、防護用具類有效保持彈性的壽命。

4.2.3 支撐運動設施類共性技術

支撐運動設施類主要是指對運動起支撐作用的設施，包括木地板、人造草坪、仿真冰場等，其核心共性技術為在彈性、耐磨性、環(huán)保性、抗老化性、防紫外線、色度、耐用、承重等方面有利于安全、高效開展體育運動的制造技術。如人造草坪工程技術，其指標主要包括抗拉強力、收縮率、背膠技術；再如運動木地板，其技術指標包括震動吸收、球的反彈、滾動負載、滑動摩擦系數(shù)、標準變形、W500能量吸收系數(shù)等。國家體育用品工程中心提出的近期人造草坪制造技術研究目標為：“研制開發(fā)出成本降低10%左右、使用壽命增加2～3年的第二代足球、曲棍球人造草絲工程技術，其中，使抗拉強力由目前的102N，提高到120N；收縮率由目前的5.3%降低到4.8%；背膠技術中的拔出力指標由目前的41N提高到60N等，使人造草坪工程技術達到世界領先水平，并制定完善人造草坪的技術標準?！保?1］

4.2.4 附著人體器材類共性技術

該類體育用品是指附著人體發(fā)揮運動功能的體育器材，不包括承載速度類和防護用具類器材，主要是指羽毛球拍、網(wǎng)球拍、乒乓球拍、撐桿、釣魚竿等器材，其共性技術為保證器材重量的適宜性，硬度彈性合適，耐沖擊，符合人體工學原理，實現(xiàn)以上共性技術需要通過改進器材結構設計和材料的特性加以解決。附著人體用品類的主要技術指標為韌性、應力、扭力、重量等內(nèi)容。

4.2.5 拆裝、移動、調(diào)節(jié)器材類共性技術

該類器材是指在體育運動使用的過程中需要拆裝、移動和調(diào)節(jié)的體育器材，如體操器材、跨欄架等。拆裝、移動、調(diào)節(jié)器材類的共性技術為利用自動化、激光、紅外線等技術實現(xiàn)體育器材設備自動調(diào)節(jié)、精確控制、簡便易行、省時省力，其技術指標主要包括調(diào)節(jié)時間、調(diào)節(jié)力量、調(diào)節(jié)精度、調(diào)節(jié)范圍。

4.2.6 室內(nèi)健身器材類共性技術

室內(nèi)健身器材主要包括訓練機、踏步機、階梯機、登山器、劃船器、跑步機、曲柄踏板類訓練器材、力量型訓練長凳等器材，該器材類共性技術是噪音低、體積小、壽命長、功能全、外觀美、成本低等技術要求。例如國家體育用品工程中心網(wǎng)絡健身器材“i－dong”的技術指標（表5）。

表5 i－dong網(wǎng)絡健身器材指標一覽表

4.2.7 實時監(jiān)控器材類共性技術

實時監(jiān)控器材類是指實時監(jiān)測人體運動狀態(tài)的器材設備，其檢測指標主要包括人體心率、呼吸頻率、能量消耗等。目前對于人體能量和熱量消耗、有氧負荷監(jiān)控只能在實驗室固定或靜止狀態(tài)下獲取，還沒有有效實現(xiàn)動態(tài)實時獲取，該類器材的核心公共技術為無線傳輸、即時反饋（表6）。

4.2.8 飛行器材類共性技術

飛行器材類是指以空中飛行為主要運動形式的體育器材，如標槍、鐵餅、飛碟等器材。該類器材的核心技術為根據(jù)空氣動力學原理改進外形、表面涂層，使其更遠、更快、更穩(wěn)定飛行的技術。在競賽規(guī)則允許的情況下，通過結構外形的改善和器材表面涂層技術的提升，減少其運行的阻力；并且為了提高訓練的科研的水平，研制數(shù)字鉛球、數(shù)字標槍等，以監(jiān)測運動員的投擲過程中發(fā)力狀態(tài)，采集動力學相關數(shù)據(jù)。

4.2.9 反彈器材類共性技術

反彈器材類主要是指籃球、足球、排球、手球等球類器材。該類器材的共性技術為反彈穩(wěn)定、準確性好、形狀更圓、彈性更高、耐用性更強，并且更加符合人體科學原理，具有較高的適用性。國家體育用品工程中心該類器材的研究目標為：改進籃球、足球、排球、手球等的生產(chǎn)工藝，研發(fā)飛行軌跡更穩(wěn)定、更準確、形狀更圓、彈性更高、工藝要求也更高的體育用球，提高球的耐用性、動態(tài)耐沖擊性和防滑性。使籃球、排球、手球更加耐磨、吸水、防滑和有手感；使足球更具耐用性、防水性、耐磨性和能量回復性，觸摸感更為柔軟、球速更快、飛行更穩(wěn)、方向更準。

5 結束語

體育器材共性技術體系的界定與構建，契合了我國體育用品業(yè)實現(xiàn)轉(zhuǎn)型升級的時代訴求，是提升我國體育器材業(yè)的科技含量、打造擁有自主知識產(chǎn)權的體育器材世界品牌的技術基石。本文關于體育器材共性技術內(nèi)涵、結構、特征、意義以及體系的研究屬于基礎性、概述性的研究，要發(fā)揮共性技術對于體育器材的重要促進作用，未來尚需繼續(xù)強化體育器材共性技術的組織管理研究、發(fā)展研究、應用研究和單項技術研究等。

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Study on the Universality Technology of Sport Equipment

ZHANG Rui－lin

The universality technology of sport equipment is an important basis form of sport goods industry，which takes a pivotal role of increasing technological content and creating a world－renowned brand of sport goods.With the literature review，logical analysis，engineering and other research methods，this paper creatively puts forward the content，structure and content of the universality technology of sport equipment，clarifies the general characteristics and special features of the universality technology of sport equipment，deeply analyzes the significance of development of universality technology，builds the system of universality technology of sport equipment including general，groups and product－specific，and study clearly the content and related indicators of general and groups universality technologies.

sportequipment；universalitytechnology；system；study

G818.3

A

1000－677X（2011）10－0091－07

2011－08－22；

2011－09－13

教育部“新世紀優(yōu)秀人才支持計劃”資助項目（NCET－08－0342）。

張瑞林（1963－），男，山東莘縣人，教授，博士，博士研究生導師，畢業(yè)于福建師范大學體育教育訓練學專業(yè)，研究方向為體育管理與體育教育；Tel：（0531）81696918，E－mail：zhangruilin＠sdu.edu.cn。

山東大學體育學院，山東濟南250061

Physical Education School of Shandong University，Jinan 250061，China.