體育健身器材的前沿技術探析

汪嘉琦

摘要：在我國人民群眾健身鍛煉或經過訓練的運動員在運動訓練過程中，常常會出現錯誤使用器材、不了解用法，對新型健身器材認識不足等一系列錯誤。因此本文對于體育健身器材前沿技術探析至關重要。本文采用了文獻資料法、問卷調查法、邏輯分析法對武漢市幾所具有代表性的高校實地調查，旨在探究人們對體育健身器材前沿技術的認識。結果表明高校學生對體育健身器材前沿技術所知甚少，大多數還只是停留在很基礎的健身器材認識中，沒有隨著時代的發展更新自己對體育健身器材技術的認識。通過積極性的引導，專業的講解使人們更加清楚體育健身器材前沿技術的價值。

關鍵詞：體育健身器材;高校學生 ;前沿技術

體育健身器材是我們從事體育活動、體育健身、運動訓練的重要使用工具，合理的掌握和使用體育健身器材有利于增強我們的體質、提高我們的工作效率、增強我們的競技能力，但由于體育健身器材類型多種多樣，技術也隨著科技的發展和人們對器械的更加深入的研究而不斷更新，以至于我們不能及時的對新型的前沿的體育健身器材有更加及時的學習，本篇文章的目的就是對體育健身器材前沿技術的探析，以便我們更加了解和使用體育健身器材，掌握它們的技術原理，從而更好的運用到運動訓練、體育健身中來，讓它們更好的為運動員、體育愛好者、廣大人民群眾服務。

一、 研究對象與研究方法

（一）研究對象

此篇論文抽取了武漢市四所高校作為主要調查對象。他們是華中師范大學、湖北第二師范學院、武漢體育學院、湖北大學這四所高校的學生每校隨機選擇30位學生進行訪談。

（二）研究方法

1.文獻資料法

通過“圖書館互聯網絡中國知網”檢索收集相關文獻，了解當前體育健身器材的前沿技術，對資料中的內容進行合理選擇、歸納、分析，獲取與論文選題研究相關的理論成果。

2.對比分析法

根據論文各部分的內容，對體育健身器材前沿技術進行比較、分析，得出結論并提出建議。

3.訪談法

為深入了解體育健身器材前沿技術，本研究對四所高校的學生進行深度訪談，以期獲得真實的數據、資料，為本研究提供支持。

三、 對幾種體育健身器材的前沿技術進行比較

（一）機械類——膝關節體育健身器材

這是一款結合運動學、工業設計方法學、人機工學、設計一款針對膝關節鍛煉、并提供多種運動方式的健身器材， 可以有效保護膝關節和延緩膝關節老化， 將會減輕很多家庭在醫療費用上的支出。[1]此款膝關節的健身器材由磁力健身車和磁控劃船器組成的，原理上可以通過前端的一個磁力輪實現，轉換方式為同軸轉動，當健身器自行車的運動，為健身車狀態時，右側用螺栓固定，把螺栓擰開，人坐在座椅上可以坐蹬，當轉換為劃船器狀態時，把螺栓擰開，即可旋轉放下滑軌和座椅，人坐在座位上，依靠腿部發力使座椅通過滑軌裝置滑動，做腿部伸縮運動。為同軸轉動結構。膝關節體育健身器材充分利用了轉換式原理，將兩個不同的鍛煉方式合二為一，使其使用起來更加方便。

此款健身器材充分結合了人體解剖學的特點，將兩個對膝關節周圍肌群有利的動作結合起來，人們使用起來也很方便，最重要的是它與昂貴的醫療器材相比起來價格更容易讓普通百姓接受。

（二）機械類——一種家庭互動式健身器

主要利用杠桿原理，將“蹺蹺板”的理念加入踏步機中，使兩人在運動過程中可以進行互動，增加趣味性。[2]互動模式比較適合親子使用，可以達到在自身健身的同時，陪伴孩子，也增加了對孩子的身體鍛煉。互動模式可以轉換為單人模式，且操作簡單，單人模式下，適合家庭各個成員使用，老年人也可以比較輕松地使用本器材，進行鍛煉。作為一個健身器材，本裝置應具備基本的健身功能，可以利用本裝置完成在室內的一些健身活動，鍛煉身體。而且，作為互動性家用健身器材，應該能夠在使用過程中增加一些互動性。此外，為了適宜使用者使用，在設計時應該注意人機工程學的運用。一種家庭互動式健身器同樣利用了轉換式原理，將單人模式和雙人模式切換，方便了人們的使用，并且節省家庭空間。

在現代社會中，大多數家庭沒有足夠充裕的空間擺放一臺大型健身器材，所以本裝置在設計時應該考慮可以折疊結構，收納方便，占用空間小，且易于兩種模式的轉換。本裝置在使用過程中，應該操作方式簡單方便，且有較好的安全性以及較強的互動性。此款健身器材充分增加了趣味性這一點，使兩個人合作使用器材，輕松愉悅的進行鍛煉，增加了家庭和睦的氛圍，但又不失個人單獨鍛煉的特點，變換式的器材也節省了家庭空間。

（三）機械類——萬向雙手盤（胸腹健身器）

材料是設計的基礎和補充，材料本身的特性不但能體現產品的質感，還能滿足其對強度、韌性、彈性等需要，選擇更加合理的材料不僅能豐富和完善設計，美化和修飾產品，而且能夠彌補產品設計中的不足。[3]隨著社會的發展和時代的需要，綠色材料在設計中應用已經成為一種潮流，利用環保材料是設計者創作時必須要考慮的。設計者在設計的過程中要恰當巧妙的將新設計和新材料結合，而且還要考慮產品在生產過程中生產手段、加工方法、制造工藝的技術。 萬向雙手盤（胸腹健身器）將普通的俯臥撐變的更加有難度，同時將運動方式從固定式變為移動式，而且鍛煉了平時難以鍛煉到的腹部核心部位。

可像常規使用健腹輪那樣使用，也可雙手分開使用（當角度為90°時，為飛鳥俯臥撐），在腹部肌群得到鍛煉的時候，使你的肩部得到全位的鍛煉。 和傳統健腹盤使用無異，使用時把重量盡量集中在上肢，使腹部肌肉得到全面的鍛煉，旨在鍛煉腹內外斜肌。 像做普通俯臥撐一樣，但是由于器械的不穩定性，對于身體深層肌肉有著更高的要求，使小肌群得到一定程度的鍛煉。像使用大飛鳥器一樣，只不過這個是利用自身的重量達到健身的效果，重在使胸部得到更好地鍛煉。

由于是器械是滑輪，所以使用起來更加自由，但同時又增加了鍛煉的難度，需要深層肌肉和小肌肉群發力和控制，這種器械多用于多功能性訓練，對核心力量有很好的鍛煉效果，而且攜帶方便，任何地點都可以使用，解決了人們沒有時間去健身房或戶外鍛煉的難題，由于成本并不高，所以大多數人都可以接受它的價格，綜上所述，這款健身器材設計理念先進、合理、性價比高，是未來體育健身器材設計的典范。

（四）生物技術類——聚丙烯在健身器材中的應用

與傳統的實木地板和磚混地板相比，以聚丙烯為主要材料的懸垂拼裝地板具有廣泛的應用前景。[4]聚丙烯具有良好的彈性和柔韌性。以聚丙烯為主要材料制成的產品，與車身直接接觸時，不會對車身造成損壞。聚丙烯在戶外環境中的耐磨性和耐腐蝕性也較好。因此，選擇聚丙烯作為戶外腰背部按摩器的主要按摩材料。另外，聚丙烯具有靜音、耐刮擦、表面疲勞強度高、重量輕、成本低等特點。也可用于制造健腹輪和腳踏機踏板。聚丙烯的尺寸穩定性好，不容易受溫度變化影響而發生熱脹冷縮，其表面耐磨性也比較高。

未來聚丙烯技術可能還會用于更多場合，比如醫療器械、航天事業、玩具制造、日用品制造等等，這都取決于它完美的性能。

（五）生物技術類——仿生學技術在體育健身器材中的應用

人類長期生活在豐富多彩的自然世界中，他們頭腦中有很多視覺體驗。當外界的顏色刺激與人們最初的視覺體驗相呼應時，會影響到他們心中的一些情緒。色彩仿生設計的目的是探索和發現各種自然色彩組合中和諧統一的色彩和諧關系，并將其應用于產品設計。通過創建具體或抽象的聯系，情感需要在功能上得到滿足。[5]由于受眾對色彩的心理聯想不同，產品的色彩仿生設計也應該有所不同。隨著技術的飛速發展，環境仿生設計的應用是先進制造技術與工業產品設計一體化的具體體現。所謂環境仿生設計，就是通過具體的或虛擬的物體的布局來模擬自然環境，從而給人一種沉浸感，并在內心回歸現實世界。還有一些功能仿生學，比如模仿太空行走的跑步機，模仿動物爬行和跳躍的跑步機等等。仿生學技術在健身器材中的應用，充分與現實生活相聯系，將動物仿生和環境仿生等運用到健身器材中，使其更加符合人體運動的狀態。

仿生學在健身器材中的運用越來越多，未來的健身器材在強調鍛煉的同時更加在意用戶的體驗性和舒適性，這是健身器材在未來的發展趨勢，我們應該大力研究這種器材，使人們的生活更加豐富，也能大大提升人們對于鍛煉的熱情，尤其是兒童和青少年，他們對能激起自己興趣的東西會更加投入。

（六）智能類——互動智能動感單車的研究

運用網絡技術和云計算的技術與Wifi 和 GPRS、還有4G等等無線式的移動通信型網絡科學技能，來完成對于網絡式的運動類器械健身者的身體情況進行的監視監測以及遠程的健身引導指向等這一系列的服務效能。[6]是為保護好健身者的鍛煉方式的合理發展的極為關鍵的一個措施，透過定好其數值傳送與處理規范來完成互聯網的運動器械的創造的普遍適用特性建設好時時處處皆能夠進行鍛煉的全天化運動鍛煉服務的系統建構網絡公共型的健身運動服務共同分享平臺，運用好網絡科學技術來達到健身教練、教導者和健身者間的徑直化的連接，把和運動鍛煉有關的健身教導服務的訊息等等做好詳細的高效率的數字化歸整后，透過互聯網時時刻刻地，有針對特點地，透過遠程方式輸送給網絡健身器械的健身者。互動智能動感單車的研究，將我們日常運動的數據記錄下來，監測我們日常的運動，并且上傳到大數據平臺，經過大數據計算出運動中存在的問題，還可以上傳至共享平臺，使我們能與其他愛好運動的人在互聯網上進行交流。

（七）其他類別簡述

健身器材又常以訓練功能多少來分為單功能和綜合型多功能兩大類。單功能器械，常風的有劃船器、健美車、健步機、跑步機、美腰機等。劃船器：主要用來增強手臂力量及動作協調。健美車：鍛煉時，像騎自行車一樣，主要用來增強腿部力量，增強心血管功能。健步車：主要用以鍛煉腿、腰、腹部肌肉及心肺功能。跑步機：主要用以鍛煉腿、臀、腰、腹部肌肉及心肺功能。美腰機：可對腰部、背部作放松按摩。綜合型多功能器：一般都包括擴胸器、引體向上、仰臥推舉、仰臥起坐等器械的功能。擴胸器、引體向上、仰臥推舉，主要是用來鍛煉上肢力量及胸大肌力量;仰臥起坐，主要用來鍛煉腰肌群，減少腰腹部多余脂肪。

四、結論與建議

（一）結論

1.當前體育健身器材的前沿技術主要分為器械類、生物技術類和智能類，盡管在這些類別中已經出現了許多突破性的成就，但總體來說發展依然存在設計不夠合理、新型技術沒有在健身器材中運用等問題。

2.針對健身器材的前沿技術進行分析了解，增加我們對于科學健身的意識，對于最新健身器材技術的了解和如何使用健身器材的前沿技術指導我們科學的健身，以此來發展體育運動、增強人民體質。隨著當今人們物質生活的日益完善，擁有一個健康的身體成了很多人的目標，但是我們對于健身以及體育健身器械方面的研究還不夠充分，只有了解了體育健身器械的前沿技術，我們才能更加合理的利用體育健身器械進行健身鍛煉，才能避免運動損傷從更獲得一個更加健康的身體。

3.體育健身器材的前沿技術問題主要包括：結構功能單一、缺乏創新意識、宣傳不足、經營管理人才缺乏、民間創新能力不夠等。

（二）建議

1.體育器材生產企業應加大對研發部門的投入，提高專業水平。高性能產品在行業中的比重，使產品能夠持續創新，實現企業的可持續發展。組建優秀體育器械研發團隊，加強對掌握多種知識技術的復合型人才的培養。

2.國家或地方可以建立與體育工程相關的專業組織，由專業的人員進行管理，下設體育器械的相關部門，由專人負責相關事務，定期組織活動，讓人們可以交流經驗，加快健身器械研發的速度，提高研發的效率。

3.加大對體育器械的推廣力度，使體育器械運用到有健身需求的人手里，讓更多的人享受到體育器械為健身訓練帶來的便利。加快民間體育產品創新組織的建設和發展，加大創新意識和知識產權保護意識的宣傳，加強各國對于健身器材前沿技術的交流。

參考文獻：

[1] 張莉，劉卓瑛.膝關節健身器材的創新設計與研究[J].設計，2018（15）：112-113.

[2] 盧延飛，趙夢凡，孫銘，黃一凡，杜耀維.一種家庭互動式健身器的設計[J].科學技術創新，2018（17）：176-177.

[3] 成寧. 健身器械“萬向雙手盤—胸腹健身器”的研制及其效果驗證[D].山東體育學院，2015.

[4] 張磊.聚丙烯在健身器材中的應用及性能分析[J].塑料工業，2017，45（09）：145-147+33.

[5] 宋正華.仿生設計在家用健身器材中的應用研究[J].包裝工程，2016，37（04）：84-87.

[6] 劉建通. 基于“互聯網+”的互動智能動感單車設計研究[D].長春工業大學，2017.