室外健身器材的设计原则分析

摘要：本文为了使室外健身器材的设计更加安全、科学，为室外健身器材设计提出合理的设计原则和科学依据。运用人体测量学、人机工程学，结合室外健身器材的使用人群及特点，确定室外健身器材设计的原则。在室外健身器材的设计过程中应该充分考虑人的各项尺寸和承受限度，使设计更加人I生化，在使用过程中更加安全。通过分析人体尺寸在室外健身器材设计中的应用，总结出室外健身器材设计的原则，使健身器材设计设计更加人性化。

关键词：人体尺寸 室外健身器材 人机工程学 设计原则

中国分类号：G818.3 文献标示码：A 文章编号：1003―0069（2014）09―0037―02

室外健身器材是在室外设立专门供居民进行锻炼的健身器材，为居民提供健身、休闲和娱乐的需求。随着人们对自身健康重视程度的加深，室外的小区健身设施越来越受到人们的喜爱。通过锻炼可以促进人体内部血液循环，增强心肺功能，在锻炼的同时更能消耗人体脂肪，所以小区的健身器材受到了居民的普遍欢迎。

设计不合理的健身器材不能达到锻炼身体的目的，还会加重身体的疲惫感，所以小区的健身器材设计尤为重要。

1 常见的室外健身器材的分类

根据健身器材的使用人数对健身器材进行分类，包括单人健身器材和双人或多人健身器材。根据健身器材锻炼部位进行分类，包括运动型健身器材和休闲型健身器材。使用者需要通过对身体各个部位进行活动，达到健身的目的。

2 健身器材在现代生活中的重要性

2.1 满足人们的健身的需求

在锻炼的过程中，在操作不同种类健身器材的过程中，所采取的运动姿势各不相同，在操作中人体的各部分肌肉和活动关节得到运动，通过血管和心肌的收缩增强心脏的各项结构机能的适应能力，通过血液循环，减少身体内静脉的淤血，预防各种血栓等疾病。通过锻炼可以达到保持身体健康，控制人体体重的效果，是现代人们健身休闲娱乐的首要选择。

2.2 满足人们的娱乐需求

随着社会的发展，人们在享受经济增长改善生活方式的同时，也在面临着越来越大的精神压力，因此在休息的时候适当的进行锻炼，可以达到缓解压力、放松身心的目的。小区的健身设施一般的使用人群为成年人和中老年人，尤其以老年人为主，晚上和街坊邻里一起进行锻炼，下棋，既增进了邻里之间的情感交流，也满足了自己的身心愉悦。

人们在使用时主要的目的是健身、娱乐，在设计的时候应该增加一些设施的娱乐性，比如很多小区的健身设施中有象棋和算盘等设施，人们在运动健身之后，可以进行象棋、围棋等娱乐项目，满足人们在运动健身的同时，满足了人们娱乐方面的要求，使人们心情得到充分的放松、保持心情愉悦，为使用者创造出轻松的健身环境。

3 结合人机工程学分析健身器材设计的原则：

3.1 安全性原则

基于人们使用健身器材的目的是为了锻炼身体、保持身体健康，所以在健身器材的设计中首先要考虑其安全性。在设计的时候应该考虑到使用的人群，包括老人和小孩所以在设计的时候要考虑的安全问题，在器械设施的设计中考虑人在做各种动作时的尺寸，尽量避免高难度的健身器材的设计。在设计时将依据人体在运动时的相应尺寸作为理论支撑，要充分考虑人的因素，分析人体在进行各项运动时的尺寸、受力情况和极限尺寸等相应数据，结合相关人体极限尺寸，避免在运动的过程中出现肌肉拉伤等医疗事故。例如在转轮的设计工程中，应该充分考虑，人体站姿时手臂的推力和双手最大的活动范围，结合人体相应的尺寸数据进行设计，这样在锻炼身体的时候可以避免手臂活动范围过大，引起的肌肉拉伤，关节炎等病症。

对于存在危险的一些运动部件应进行极限位置限定，避免在使用时因为惯性或者冲力而导致的安全事故。例如在活动式健身器材太空漫步机的使用过程中，人们可以在器材上进行走步、慢跑等动作，能锻炼人体的腿部肌肉和手臂力量，但是很多使用者在使用时将其当做劈腿练习的机器，容易造成腿部肌肉拉伤等疾病，达不到健身的效果的同时还有害健康。还有一部分老人喜欢双腿朝一个方向一起运动，易造成重心不稳，一旦失手摔下，首先受伤部位就是后脑。所以在对太空漫步等健身器材进行设计时，应该进行极限位置的设定，使踏板在分开到一定角度时，不能再继续增大角度，防止适用人群发生肌肉拉伤等事故。通过人体尺寸的极限值分析，当脚踏板离开器材中心轴线的最大角度为55°时为极限值，所以将极限位置设定在55°最为适合。

健身器材的制作材料大多为金属材质，多数南方城市和沿海城市的气候潮湿或阴雨天气过多，健身器材涂层容易产生腐蚀或者褪色，不仅影响美观，而且容易造成使用者手部磨破和划伤。所以在设计时应该注意健身器材的材料选择，必须选择安全、环保的材料。

此外，健身器材的造型设计尽量简单且倒角圆滑，尽量不用复杂的零部件，避免人们在使用的过程中被划伤。

3.2 通用性原则

在对室外健身器材进行设计时，需要考虑各个地区人口在人体尺寸上的差别，不同地区的人体尺寸由于种族、生活习惯和饮食的不同，每个地区的人体基本尺寸存在着很大的差异。所以健身器材在设计时应参考各地区相应的人体尺寸特点做为尺寸设计的依据。

室外的健身器材经常设置在小区内，面向广大居民，使用者主要是小区全体居民，所以对于健身器材在尺寸方面进行设计时，根据国标中人体水平尺寸、立姿人体尺寸、坐姿人体尺寸等相应尺寸，选取第五十百分位数的人体尺寸进行设计，做到满足大多数人的使用要求。

3.3 舒适性原则

健身器材的使用过程中，使用者即使施力也是受力者，因此在设计时，尤为注意把手、扶手、拉环、座椅等部位符合人机尺寸和人体的各种自然曲线，使锻炼者感到舒适的同时减少健身器材对身体的损伤，例如在伸背架的设计中，人体背部与健身器材相接触的部分，采用的形状曲线与人体脊柱曲线的形态相似，当使用者在进行锻炼时，脊柱的整体受力均匀，不存在受力不均匀或过激的情况。这种设计增加了使用者进行背部拉伸训练的效率，既增加锻炼时的舒适性，同时增加使用者在进行锻炼时的安全性。

3.4 统一性原则

健身器材作为产品与使用场所组成了一个整体，在设计的时候要将健身设施的设计要与周围的环境统一起来，在进行设计时，对于健身器材使用地面的铺装应该注意其色彩、尺度、质感及拼接等外观效果。这些因素对健身器材的使用环境有很大的影响。很多小区的健身器材在安装时并没有考虑到其所使用的环境，将其随意安装在水泥地面上，水泥地硬度较大，危险性较大且不美观。室外健身器作为人机系统中的机器，与使用环境存在着直接的关系，在设计时将健身器材和使用环境看成一个整体，有利于将健身器材等设施更好的融入到相对应环境中，使健身器材和使用环境形成一个统一的整体。

3.5 维修性原则

健身器材的维修性设计原则包括两方面，一是日常使用运行中的保养维护，二是定期的或出现故障时的检查维修。在室外健身器材中大部分健身器材都有摆动、转动等功能，如扭腰器、健骑机、牵引器、双人转轮、漫步机等，这些健身器材的零件相对灵活，容易产生磨损、松动，所以在使用的过程中应该定时进行检查和维护。此外，在健身器材设计时，尽量避免整体化的设计当健身器材损坏或遭到破坏时可以及时更换零件，避免健身器材在遭到破坏后，无去更换损坏零件从而无法使用，避免资源浪费。

4 结论

本文以小区室外健身设施为主要研究对象，分析了健身器材与使用着之间的关系，以人体尺寸数据作为健身器材设计中的科学依据，总结出健身器材设计的基本原则，对室外健身器材的设计具有科学指导意义，并为室外健身器材的设计提供了科学的理论支撑。