摘要：本文為了使室外健身器材的設(shè)計(jì)更加安全、科學(xué)，為室外健身器材設(shè)計(jì)提出合理的設(shè)計(jì)原則和科學(xué)依據(jù)。運(yùn)用人體測(cè)量學(xué)、人機(jī)工程學(xué)，結(jié)合室外健身器材的使用人群及特點(diǎn)，確定室外健身器材設(shè)計(jì)的原則。在室外健身器材的設(shè)計(jì)過(guò)程中應(yīng)該充分考慮人的各項(xiàng)尺寸和承受限度，使設(shè)計(jì)更加人I生化，在使用過(guò)程中更加安全。通過(guò)分析人體尺寸在室外健身器材設(shè)計(jì)中的應(yīng)用，總結(jié)出室外健身器材設(shè)計(jì)的原則，使健身器材設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)更加人性化。

關(guān)鍵詞：人體尺寸 室外健身器材 人機(jī)工程學(xué) 設(shè)計(jì)原則

中國(guó)分類(lèi)號(hào)：G818.3 文獻(xiàn)標(biāo)示碼：A 文章編號(hào)：1003—0069（2014）09—0037—02

室外健身器材是在室外設(shè)立專(zhuān)門(mén)供居民進(jìn)行鍛煉的健身器材，為居民提供健身、休閑和娛樂(lè)的需求。隨著人們對(duì)自身健康重視程度的加深，室外的小區(qū)健身設(shè)施越來(lái)越受到人們的喜愛(ài)。通過(guò)鍛煉可以促進(jìn)人體內(nèi)部血液循環(huán)，增強(qiáng)心肺功能，在鍛煉的同時(shí)更能消耗人體脂肪，所以小區(qū)的健身器材受到了居民的普遍歡迎。

設(shè)計(jì)不合理的健身器材不能達(dá)到鍛煉身體的目的，還會(huì)加重身體的疲憊感，所以小區(qū)的健身器材設(shè)計(jì)尤為重要。

1 常見(jiàn)的室外健身器材的分類(lèi)

根據(jù)健身器材的使用人數(shù)對(duì)健身器材進(jìn)行分類(lèi)，包括單人健身器材和雙人或多人健身器材。根據(jù)健身器材鍛煉部位進(jìn)行分類(lèi)，包括運(yùn)動(dòng)型健身器材和休閑型健身器材。使用者需要通過(guò)對(duì)身體各個(gè)部位進(jìn)行活動(dòng)，達(dá)到健身的目的。

2 健身器材在現(xiàn)代生活中的重要性

2.1 滿(mǎn)足人們的健身的需求

在鍛煉的過(guò)程中，在操作不同種類(lèi)健身器材的過(guò)程中，所采取的運(yùn)動(dòng)姿勢(shì)各不相同，在操作中人體的各部分肌肉和活動(dòng)關(guān)節(jié)得到運(yùn)動(dòng)，通過(guò)血管和心肌的收縮增強(qiáng)心臟的各項(xiàng)結(jié)構(gòu)機(jī)能的適應(yīng)能力，通過(guò)血液循環(huán)，減少身體內(nèi)靜脈的淤血，預(yù)防各種血栓等疾病。通過(guò)鍛煉可以達(dá)到保持身體健康，控制人體體重的效果，是現(xiàn)代人們健身休閑娛樂(lè)的首要選擇。

2.2 滿(mǎn)足人們的娛樂(lè)需求

隨著社會(huì)的發(fā)展，人們?cè)谙硎芙?jīng)濟(jì)增長(zhǎng)改善生活方式的同時(shí)，也在面臨著越來(lái)越大的精神壓力，因此在休息的時(shí)候適當(dāng)?shù)倪M(jìn)行鍛煉，可以達(dá)到緩解壓力、放松身心的目的。小區(qū)的健身設(shè)施一般的使用人群為成年人和中老年人，尤其以老年人為主，晚上和街坊鄰里一起進(jìn)行鍛煉，下棋，既增進(jìn)了鄰里之間的情感交流，也滿(mǎn)足了自己的身心愉悅。

人們?cè)谑褂脮r(shí)主要的目的是健身、娛樂(lè)，在設(shè)計(jì)的時(shí)候應(yīng)該增加一些設(shè)施的娛樂(lè)性，比如很多小區(qū)的健身設(shè)施中有象棋和算盤(pán)等設(shè)施，人們?cè)谶\(yùn)動(dòng)健身之后，可以進(jìn)行象棋、圍棋等娛樂(lè)項(xiàng)目，滿(mǎn)足人們?cè)谶\(yùn)動(dòng)健身的同時(shí)，滿(mǎn)足了人們娛樂(lè)方面的要求，使人們心情得到充分的放松、保持心情愉悅，為使用者創(chuàng)造出輕松的健身環(huán)境。

3 結(jié)合人機(jī)工程學(xué)分析健身器材設(shè)計(jì)的原則：

3.1 安全性原則

基于人們使用健身器材的目的是為了鍛煉身體、保持身體健康，所以在健身器材的設(shè)計(jì)中首先要考慮其安全性。在設(shè)計(jì)的時(shí)候應(yīng)該考慮到使用的人群，包括老人和小孩所以在設(shè)計(jì)的時(shí)候要考慮的安全問(wèn)題，在器械設(shè)施的設(shè)計(jì)中考慮人在做各種動(dòng)作時(shí)的尺寸，盡量避免高難度的健身器材的設(shè)計(jì)。在設(shè)計(jì)時(shí)將依據(jù)人體在運(yùn)動(dòng)時(shí)的相應(yīng)尺寸作為理論支撐，要充分考慮人的因素，分析人體在進(jìn)行各項(xiàng)運(yùn)動(dòng)時(shí)的尺寸、受力情況和極限尺寸等相應(yīng)數(shù)據(jù)，結(jié)合相關(guān)人體極限尺寸，避免在運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中出現(xiàn)肌肉拉傷等醫(yī)療事故。例如在轉(zhuǎn)輪的設(shè)計(jì)工程中，應(yīng)該充分考慮，人體站姿時(shí)手臂的推力和雙手最大的活動(dòng)范圍，結(jié)合人體相應(yīng)的尺寸數(shù)據(jù)進(jìn)行設(shè)計(jì)，這樣在鍛煉身體的時(shí)候可以避免手臂活動(dòng)范圍過(guò)大，引起的肌肉拉傷，關(guān)節(jié)炎等病癥。

對(duì)于存在危險(xiǎn)的一些運(yùn)動(dòng)部件應(yīng)進(jìn)行極限位置限定，避免在使用時(shí)因?yàn)閼T性或者沖力而導(dǎo)致的安全事故。例如在活動(dòng)式健身器材太空漫步機(jī)的使用過(guò)程中，人們可以在器材上進(jìn)行走步、慢跑等動(dòng)作，能鍛煉人體的腿部肌肉和手臂力量，但是很多使用者在使用時(shí)將其當(dāng)做劈腿練習(xí)的機(jī)器，容易造成腿部肌肉拉傷等疾病，達(dá)不到健身的效果的同時(shí)還有害健康。還有一部分老人喜歡雙腿朝一個(gè)方向一起運(yùn)動(dòng)，易造成重心不穩(wěn)，一旦失手摔下，首先受傷部位就是后腦。所以在對(duì)太空漫步等健身器材進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)該進(jìn)行極限位置的設(shè)定，使踏板在分開(kāi)到一定角度時(shí)，不能再繼續(xù)增大角度，防止適用人群發(fā)生肌肉拉傷等事故。通過(guò)人體尺寸的極限值分析，當(dāng)腳踏板離開(kāi)器材中心軸線(xiàn)的最大角度為55°時(shí)為極限值，所以將極限位置設(shè)定在55°最為適合。

健身器材的制作材料大多為金屬材質(zhì)，多數(shù)南方城市和沿海城市的氣候潮濕或陰雨天氣過(guò)多，健身器材涂層容易產(chǎn)生腐蝕或者褪色，不僅影響美觀，而且容易造成使用者手部磨破和劃傷。所以在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)該注意健身器材的材料選擇，必須選擇安全、環(huán)保的材料。

此外，健身器材的造型設(shè)計(jì)盡量簡(jiǎn)單且倒角圓滑，盡量不用復(fù)雜的零部件，避免人們?cè)谑褂玫倪^(guò)程中被劃傷。

3.2 通用性原則

在對(duì)室外健身器材進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，需要考慮各個(gè)地區(qū)人口在人體尺寸上的差別，不同地區(qū)的人體尺寸由于種族、生活習(xí)慣和飲食的不同，每個(gè)地區(qū)的人體基本尺寸存在著很大的差異。所以健身器材在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)參考各地區(qū)相應(yīng)的人體尺寸特點(diǎn)做為尺寸設(shè)計(jì)的依據(jù)。

室外的健身器材經(jīng)常設(shè)置在小區(qū)內(nèi)，面向廣大居民，使用者主要是小區(qū)全體居民，所以對(duì)于健身器材在尺寸方面進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，根據(jù)國(guó)標(biāo)中人體水平尺寸、立姿人體尺寸、坐姿人體尺寸等相應(yīng)尺寸，選取第五十百分位數(shù)的人體尺寸進(jìn)行設(shè)計(jì)，做到滿(mǎn)足大多數(shù)人的使用要求。

3.3 舒適性原則

健身器材的使用過(guò)程中，使用者即使施力也是受力者，因此在設(shè)計(jì)時(shí)，尤為注意把手、扶手、拉環(huán)、座椅等部位符合人機(jī)尺寸和人體的各種自然曲線(xiàn)，使鍛煉者感到舒適的同時(shí)減少健身器材對(duì)身體的損傷，例如在伸背架的設(shè)計(jì)中，人體背部與健身器材相接觸的部分，采用的形狀曲線(xiàn)與人體脊柱曲線(xiàn)的形態(tài)相似，當(dāng)使用者在進(jìn)行鍛煉時(shí)，脊柱的整體受力均勻，不存在受力不均勻或過(guò)激的情況。這種設(shè)計(jì)增加了使用者進(jìn)行背部拉伸訓(xùn)練的效率，既增加鍛煉時(shí)的舒適性，同時(shí)增加使用者在進(jìn)行鍛煉時(shí)的安全性。

3.4 統(tǒng)一性原則

健身器材作為產(chǎn)品與使用場(chǎng)所組成了一個(gè)整體，在設(shè)計(jì)的時(shí)候要將健身設(shè)施的設(shè)計(jì)要與周?chē)沫h(huán)境統(tǒng)一起來(lái)，在進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，對(duì)于健身器材使用地面的鋪裝應(yīng)該注意其色彩、尺度、質(zhì)感及拼接等外觀效果。這些因素對(duì)健身器材的使用環(huán)境有很大的影響。很多小區(qū)的健身器材在安裝時(shí)并沒(méi)有考慮到其所使用的環(huán)境，將其隨意安裝在水泥地面上，水泥地硬度較大，危險(xiǎn)性較大且不美觀。室外健身器作為人機(jī)系統(tǒng)中的機(jī)器，與使用環(huán)境存在著直接的關(guān)系，在設(shè)計(jì)時(shí)將健身器材和使用環(huán)境看成一個(gè)整體，有利于將健身器材等設(shè)施更好的融入到相對(duì)應(yīng)環(huán)境中，使健身器材和使用環(huán)境形成一個(gè)統(tǒng)一的整體。

3.5 維修性原則

健身器材的維修性設(shè)計(jì)原則包括兩方面，一是日常使用運(yùn)行中的保養(yǎng)維護(hù)，二是定期的或出現(xiàn)故障時(shí)的檢查維修。在室外健身器材中大部分健身器材都有擺動(dòng)、轉(zhuǎn)動(dòng)等功能，如扭腰器、健騎機(jī)、牽引器、雙人轉(zhuǎn)輪、漫步機(jī)等，這些健身器材的零件相對(duì)靈活，容易產(chǎn)生磨損、松動(dòng)，所以在使用的過(guò)程中應(yīng)該定時(shí)進(jìn)行檢查和維護(hù)。此外，在健身器材設(shè)計(jì)時(shí)，盡量避免整體化的設(shè)計(jì)當(dāng)健身器材損壞或遭到破壞時(shí)可以及時(shí)更換零件，避免健身器材在遭到破壞后，無(wú)去更換損壞零件從而無(wú)法使用，避免資源浪費(fèi)。

4 結(jié)論

本文以小區(qū)室外健身設(shè)施為主要研究對(duì)象，分析了健身器材與使用著之間的關(guān)系，以人體尺寸數(shù)據(jù)作為健身器材設(shè)計(jì)中的科學(xué)依據(jù)，總結(jié)出健身器材設(shè)計(jì)的基本原則，對(duì)室外健身器材的設(shè)計(jì)具有科學(xué)指導(dǎo)意義，并為室外健身器材的設(shè)計(jì)提供了科學(xué)的理論支撐。