多功能家居健身器械设计概论

南通铁人运动用品有限公司 江苏 南通 226000

随着人们生活条件的改善，人们对于身体健康的重视程度越来越高，越来越多的人开始选择健身来提升身体素质。目前健身房是最为理想的健身场所，一方面健身房具有各种各样的健身器械设备，健身者可以基于自己的偏好选择相应的健身器械设备；另一方面健身房有专业的健身教练，可以为人们的健身锻炼进行指导，提高健身的科学性[1]。但是受到工作和生活等多种因素的影响，很多人不方便去健身房进行健身锻炼，他们更倾向于在家庭中利用空闲时间进行锻炼。这就需要设计多功能家居健身器械，来有效满足人们的健身需求。

1 家庭健身器械发展现状

近些年家庭健身器械得到了快速发展，健身器械种类不断增多，这为人们开展家庭健身提供了充分的选择。整体来说，可以将家庭健身器械分为三大类。一是较为简单的健身器械，其结构简单，性能较为单一，但是操作以及使用都较为方便，比如跳绳以及哑铃等，这类健身器械也是多数家庭健身人员的首选。二是中档健身器械，这些健身器械的结构整体来说较为复杂，并且在器械功能方面也已经具备较高水平，比如跑步机以及健身车等，目前这类健身器械在家庭健身中开始逐渐呈现流行趋势。三是高档健身器械，这类健身器械往往同时具有多种功能，比如跑步、蹬车、腰部旋转等，同时价格较为昂贵，多数价格在数千元至数万元之间，比如多功能跑步机等[2]。

2 多功能家居健身器械设计目的和要求

开展多功能家居健身器械设计的目的主要是为了满足人们家庭健身的需求，在快节奏的社会生活中人们往往没有充裕的时间到健身房健身，因此多功能家居健身器械可以为人们的健身提供便利[3]。同时开展多功能家居健身器械设计有助于促进我国健身器材行业的发展。

开展多功能家居健身器械设计的要求主要包括五个方面。一是多功能家居健身器械可以实现座椅与健身器的相互转换，在健身过程中便于人们随时休息；二是能够满足150kg体重的使用者，近些年我国肥胖人群数量不断增加，而这些人群往往具有更为迫切的健身需求，因此多功能家居健身器械应该能够覆盖尽量多的人群；三是设计科学合理，结构尽量简单，一方面便于生产，另一方面可以降低故障的发生率；四是采用拼装结构，主要为健身器械的运输以及移动提供方便；五是具有良好的经济性，降低人们的经济负担。

3 多功能家居健身器械设计总体方案

3.1 功能定义

基于设计要求，多功能家居健身器械必须具备常规的健身功能，并且在家中占地面积较小，方便使用。因此，本文设计的多功能家居健身器械可以实现座椅与健身器的相互转换，在非健身状态是可以当座椅进行休息，在健身状态时需要具备三项健身功能。一是仰卧起坐，使用者可以基于自身情况调节合适的长度和角度开展仰卧起坐；二是弹簧拉伸，使用者通过一定角度的弹簧拉伸对手臂肌肉进行锻炼；三是蹬车练习，通过脚蹬机构对膝盖关节以及腿部肌肉进行锻炼。同时该多功能家居健身器械可以进行折叠，折叠后体积显著变小，基本上不会占用家庭空间。

3.2 工作原理

多功能家居健身器械整体为可拆卸的连杆机构拼装而成，通过定位销实现健身器械的调节和定位。基于不同的定位孔，垫板之间的夹角可以发生改变，从而可以有效满足不同健身者的使用需求。弹簧拉伸练习主要是基于弹簧形变所产生的恢复力进行锻炼，可以有效锻炼手臂肌肉。脚蹬机构主要是基于自行车的动力原理，在蹬车练习过程中人的腿部绕着旋转基点开展旋转运动，既可以有效活动膝关节和踝关节，同时还可以对腿部肌肉进行锻炼。

3.3 整体结构

根据多功能家居健身器械的三项主要功能，其整体结构主要包括机架、腹部锻炼结构、拉力结构和脚蹬结构。机架是整个多功能家居健身器械的平台，所有的功能结构均与机架牢固连接在一起。为了保障整个多功能家居健身器械的稳定性，机架材料的选取要特别注意，尽量选择强度大同时又较轻的材质，一方面机架不容易发生变形，能够对各项功能结构进行有效支撑，另一方面质量较小，便于组装以及移动，比如铝合金等。腹部锻炼结构具体包括支脚、支撑大小板、支撑大小桶以及勾脚架等。通过螺栓将支脚与支撑小板连接在一起，在使用过程中通过支脚对支撑小板的支撑实现受力。拉力结构主要包括弹簧、弹簧手柄以及把手三部分。在弹簧拉伸练习中，手臂的拉伸会让弹簧产生弹性形变，此时弹簧为了恢复原厂会产生反作用力，反作用力与手臂拉伸方向相反，对手臂的拉伸运动形成阻碍，进而在练习过程中起到锻炼手臂肌肉的目的。脚蹬结构主要包括脚踩板、连杆、基杆以及轴承等部分。脚蹬结构主要是基于自行车动力原理，在脚蹬练习过程中，人的腿部会做旋转运动，进而对腿部关节以及肌肉进行锻炼。同时为了更好满足健身者需求，在多功能健身器械调整到座椅状态时可以将脚蹬机构从机架上拆除。

4 结束语

健身器械是人们开展健身锻炼的主要工具，科学合理的健身器械可以显著提高人们的健身效果。近些年随着人们健身需求的不断提升，健身器械领域得到了快速发展，产生了多种类型、不同材质的健身器械设备。本文针对目前人们存在健身需求但是没有时间去健身房健身的问题，设计了一种多功能家居健身器械，该健身器械包括三项健身功能，基本上可以满足多数人群的健身需求，同时组装方便、经济性好，在目前众多的健身器械中具有明显的优势。